第一章藻类植物

第一章藻类植物(Algae),Howmanyspeciesofalgaesdoyouknow?,第一节藻类植物的概述,藻类植物是能进行光合作用的原植体植物(autotrophicthallophyte)。,藻类植物的特点,没有根、茎、叶的分化-原植体植物光合色素多样,光合器官为载色体,光合作用产物多样-高等植物为叶绿体,光合色素为叶绿素a、b,光合作用的产物为淀粉生殖器官单细胞，多细胞构成的生殖器官的每个细胞都参与繁殖作用-其它植物繁殖器官均为多细胞,外为不育的细胞所包围合子发育不形成胚-低等植物,藻类植物的分类,藻类植物形态多样，个体间差别很大分布：主要生活在水中，但在陆地上也有分布，有些种类可生活于极端的环境中分类依据：形态，细胞核的构造和细胞壁的成分，载色体的结构及所含的色素，贮藏物质的类别，鞭毛的有无、数目、着生位置和类型，生殖方式及生活史等分为8个门：,第二节蓝藻门(Cyanophyta),一、蓝藻门的一般特征二、代表植物三、蓝藻门在植物界中的地位,聚球藻(Synechococcus),植物体有单细胞、群体和丝状体。,群体-色球藻Chroococcus具有胶质鞘和公共胶质胶（也可以单细胞形式出现）,蓝藻门的一般特征,丝状体颤藻（Oscillatoria)-外面无胶质鞘,蓝藻门的一般特征,细胞的原生质体分化为中心质与周质。核为原始核,位于中心质中,无核膜和核仁-为原核生物(prokaryote)在周质中有光合片层，但未分化成载色体。光合色素为叶绿素A，光合产物为蓝藻淀粉和蓝藻颗粒。,颤藻属Oscillatoria电镜照片示蓝藻细胞结构,？高等植物的细胞壁化学成分是怎样的,细胞壁,包括四层结构，LI与原生质膜相接化学成分是粘肽细胞壁外有果胶酸和粘多糖构成的胶质鞘包围,电子显微镜下蓝藻细胞壁的构造模式图1.LIV;2.LIII;3.LII;4.LI;5.原生质膜,蓝藻的繁殖,营养繁殖细胞直接分裂以藻殖段进行分裂异型胞无性繁殖,Nostocsp.念球藻,异型胞：由营养细胞形成，细胞内的贮藏颗粒溶解，光合作用片层破碎，形成新的膜，同时分泌出新的细胞壁物质于细胞壁外,异型胞(heterocyst),鱼腥藻（Anabanea),异型胞(heterocyst),无性繁殖,厚壁孢子akinete：普通营养细胞体积增大，壁增厚形成，可长期休眠，以渡过不良环境。,厚壁孢子akinete,外生孢子(exospore),外生孢子(exospore)：管孢藻目中的种类，细胞发生横向分裂，上端较小的形成孢子，基部较大的一块仍保持分裂能力，继续分裂形成孢子,管孢藻的外生孢子,内生孢子(endospore)：母细胞增大，原生质体进行多次分裂，形成许多具薄壁的细胞，母细胞破裂后，全部放出。,内生孢子(endospore),TheendosporeofDermocarpa(皮果藻),二、蓝藻门的代表植物,单细胞或群体类型色球藻属微囊藻属管孢藻属丝状体的代表颤藻属鱼腥藻属真枝藻属,色球藻Chroococcus为单细胞或群体。单细胞时，细胞为球形，外被固体胶质鞘。群体时外围还有公共胶质鞘,群体-色球藻Chroococcus具有胶质鞘和公共胶质胶（也可以单细胞形式出现）,色球藻Chroococcus,微囊藻Chroococcus:植物体是球形、不规则形或具有很多穿孔的浮游性群体。能产生致死因子(又称微囊藻素microcystin)是由7种氨基酸组成的小分子环状多肽,微囊藻Chroococcus,管孢藻Chamaesiphon,植物体单细胞，长杆形，有极性分化，以基部附着于其他水生植物上。以外生孢子进行繁殖,念珠藻属Nostoc:藻体为一列圆形细胞组成的丝状体，丝状体不分枝，外有公共胶质鞘所包而形成片状。丝状体有异形胞，两异形胞间的藻体可断离母体而进行繁殖，故两异形胞之间的这段藻体称为藻殖段。,念珠藻属Nostoc,地木耳Nostoccommune,地木耳外形,地踏菜地踏菜，生雨中，晴日一照郊原空。庄前阿婆呼阿翁，相携儿女去匆匆。须臾采得青满笼，还家饱食忘岁凶。-野菜谱王磐(清代),地木耳显微图,地木耳部分放大图,鱼腥藻属(Anabaena):细胞圆形,丝状体无公共胶质鞘。与红萍共生，具固氮作用。,鱼腥藻属(Anabaena),螺旋藻Spirulina富含人体需要的一切营养，1公斤螺旋藻相当于1吨所有蔬菜与水果的营养总和，吸收率高达95%。世界卫生组织（WHO）认定为“人类21世纪的最佳保健品。,螺旋藻Spirulina,螺旋藻的蛋白质含量是肉类、鱼类的3倍；维生素B12的含量是动物的12倍，-胡萝卜素含量是胡萝卜的15倍。维生素B12可以防癌，可以防止贫血病；维生素B1、B2和泛酸能促进胰岛素合成，可以医治糖尿病；-胡萝卜素可以防癌，促进骨骼、牙齿生长，维护皮肤弹性，加快伤口愈合；r亚麻酸可以改善胆固醇含量，维持正常血压；藻多糖可以提高免疫力。螺旋藻对高血压、胃溃疡、糖尿病、心血管系列疾病、贫血、肝病、肿瘤等疾病有显著保健效果。,螺旋藻Spirulina,螺旋藻的发现（discovery),1492年，哥伦布二十世纪六十年代初期，法国药物学家克莱博士坦格尔将其命名为螺旋藻。,螺旋藻的生长条件极为苛刻，光照、温度、水质等都有特殊的要求，生长于碱水湖中（pH值大于8.6）。世界上只有3个湖泊是碱水湖，墨西哥的Texcoco湖,非洲乍德湖，中国云南的程海湖（pH值9.2）。程海湖是我国仅有的螺旋藻天然产地。,螺旋藻Spirulina,真枝藻属Stigonma:又名多列藻属。藻体为丝状，具真分枝，有主轴和分枝的分化，主轴部分地或全部由多列细胞组成，具异形胞。分枝可在主轴的各个方向产生，并反复再分枝，或仅在主轴的一侧发生后不再分枝。,真枝藻属Stigonma,蓝藻植物的分布,蓝藻有150属,1500种,主要分布于水中,陆地上也有分布有的种类可生活于极端环境中,如高温的环境如温泉中,或生活于强碱性湖泊中有的与其它种类共生,三、蓝藻门在植物界中的地位,蓝藻结构的原始性，说明蓝藻是地球上最原始、最古老的一群植物大约在35-33亿年前地球上出现了细菌和蓝藻，至寒武纪时，蓝藻特别繁盛，称这个时期为蓝藻时代。裂殖植物门:蓝藻与细菌都以细胞直接分裂方法进行繁殖原核生物界:蓝藻与细菌都无细胞核和质体.,第三节裸藻门(Euglenophyta),一.一般特征无细胞壁，有鞭毛，能自由游动的单细胞细胞核有核膜，有丝分裂性状原始，为中核细胞内分化出了载色体，内含叶绿素a，b和-胡萝卜素和三种叶黄素繁殖以细胞纵裂方式进行,一般特征,胞口,胞咽,贮蓄泡，共同组成囊状食道。伸缩泡，鞭毛1条，,眼点,色素体同化产物主要为裸藻淀粉，兼有油脂。常以细胞纵分裂进行繁殖。环境不适宜时，形成休眠孢囊(孢子)。,三、裸藻门的分类地位,兼有动、植物的特征鞭毛藻既是藻类植物的祖先，也是其他植物的祖先。裸藻和绿藻的关系模糊不清。无细胞壁能自由游动的单细胞藻类(柄裸藻属Colacium除外)。约有450种，通常喜生于富含有机质的小型、静水体中，多分布于淡水，少数在半咸水，也有的能生于冰雪生境。本门是一类低级生物，兼有动植物特征。在动物分类中隶属原生动物门、鞭毛虫纲。在藻类分类系统中单独列为一门。仅一裸藻纲(Euglenophyceae)。常见的有裸藻属(Euglena)。,第四节甲藻门,一、一般特征多为单细胞，少数种类是球胞型或丝状体。细胞裸露或具细胞壁载色体多数形状多样含有叶绿素a和c、-胡萝卜素、多甲藻素、硅甲藻素、甲藻素、硅黄藻素等同化产物是淀粉和油,核为中核或甲藻核运动细胞具两条鞭毛繁殖方式是细胞分裂，产生游动孢子、不动孢子或厚壁孢子，有性生殖为同配，仅在少数种类中发现。分布：多海产，为水生动物的主要饵料，过时繁殖，形成有害的“赤潮”。二、代表植物,一、一般特征,三、甲藻门在植物界中的地位,原被列入动物界原生动物门，由于球胞型和丝状体的发现，才列入植物界。甲藻与其他藻类区别较大，它们是一群自然的植物类群。,赤潮(redtide),ThetermRedTideisusedbecausewhenthereisahighconcentrationofthisalgae(calledabloom),thewatermaybediscolored,anditmaybethecolorred.Theycanactuallylookgreenish,brownish,andevenpurpleincolor,orthewatercanjustkeepitsnormalcolor.墨西哥湾赤潮-海岸线附近的黑色阴影区为赤潮游移区（2001）。腰鞭毛藻会引起人类以及海洋哺乳动物和鸟类的健康问题，包括呼吸道症状和神经毒性效应。,K.brevis及其毒素暴露对人体健康造成影响的例子是食用受到污染的贝类后引起的神经毒性贝类中毒(neurotoxicshellfishpoisoning,简称NSP)。通过检测水中的K.brevis，并在赤潮袭来之前及时关闭贝类养殖场可以防止神经毒性贝类中毒。,腰鞭毛藻Kareniabrevis,赤潮(redtide),除了神经毒性贝类中毒之外，赤潮发生期间到过海滩或海滩附近的人也报告出现了一些包括呼吸道不适在内的一系列症状。尽管还没有从科学和医学的角度证明这两者之间存在的相关性，但科学家们认为这些症状是由于气溶赤潮毒素暴露，或者赤潮发生期间空气中携带的K.brevis细胞残骸的暴露引起的。,研究人员正在测量受赤潮影响的海牛的肺功能，以确定其呼吸系统是否受到影响。,赤潮(redtide),第五节金藻门,一、金藻门的一般特征单细胞、群体或分枝丝状体，有的营养细胞前端具鞭毛，终生能运动。有或无细胞壁载色体、色素，同化产物繁殖营养生殖：纵裂、藻殖段无性生殖：游动孢子、不动孢子有性生殖：同配生殖，仅在少数属中发现,Synurauvella,二、代表植物三、分类地位原列在动物界，后列入植物界,Phaeothamnionconfervicola,第六节黄藻门,一、一般特征单细胞、群体、多核管状和丝状体有细胞壁。载色体、色素和光合产物。运动细胞生殖：游动孢子、不动孢子、有性生殖种类少，为同配、异配或卵配生殖,二、代表植物三、黄藻门在植物界中的地位,第七节硅藻门,一、一般特征二、代表植物三、地位,第八节绿藻门（Chlorophyta),一、一般特征形态多样：单细胞、群体、丝状体和叶状体多数营养体不能运动细胞壁：果胶层和纤维素具液泡,含叶绿素a、b，叶绿体中有一至多个蛋白核储藏物质主要为淀粉少数种类的营养体和多数种类的孢子或配子多具2条或4条顶生等长的鞭毛，少数1、8或多条，尾鞭型,一、一般特征,绿藻的繁殖,1、营养繁殖细胞分裂藻殖段2、无性繁殖3、有性生殖,无性繁殖,游动孢子zoospore:与普通细胞相似，无细胞壁，具鞭毛，能游动。游动一段时间后缩回或脱掉鞭毛，形成细胞壁成为营养细胞再形成新的植物体静孢子aplanospore：无鞭毛，具细胞壁，不能游动。似亲孢子autospore：与母细胞在形态上相同的静孢子厚壁孢子akinete:不良环境条件下分泌物质加在原有细胞壁外形成厚壁。,有性生殖,配子（雌、雄）、精子、卵、合子同配生殖isogamy异配生殖Anisogamy卵式生殖Oogamy接合生殖Conjugation,同配生殖Isogamy:thegametesareequalinsizeandshape.异配生殖Anisogamy:differentinsize.Thesmalleronetermedmalegamete,thelargercalledfemalgamete.卵式生殖Oogamy:differentinsize,structureandtheabilityofmovement.Thelargerisegg.Thesmallerissperm,孢子体（sporophyte)：由两个配子结合形成合子后，由合子萌发形成的植物个体称为孢子体。配子体(gametophyte):由孢子体上的孢子母细胞减数分裂形成孢子，再由孢子萌发形成的植物个体。,？孢子和配子是如何产生的,绿藻的植物体类型,孢子体世代sporophytegeneration配子体世代gametophytegeneration同型世代交替isomorphica.ofg.异形世代交替heteromorphica.ofg,世代交替alternationofgenerations,二、代表植物,衣藻属团藻属丝藻属石莼属水绵属轮藻属-,衣藻属(Chlamydomonas),眼点：橙红色，由1或数层油滴组成，含胡萝卜素,衣藻生活史图解,衣藻的营养体能否称为配子体？衣藻有世代交替吗?,团藻(Volvox),由多数类似衣藻的细胞排成一空心球体,其中的大型细胞无鞭毛,称为生殖胞,石莼属(Ulva),为多细胞的片状体，由两层细胞构成。植物体下部长出无色的假根丝（位于两层细胞之间向下生长，起固定作用）,石莼属(Ulva)的世代交替类型是什么？,水绵Spirogyra,水绵属的接合生殖conjugationreproduction,水绵属的生活史,世代交替类型?,轮藻属Chara：植物体直立，常具分枝。生殖器官多细胞雌性生殖器官称为卵囊雄性生殖器官称为精子囊,轮藻属Chara,卵囊,卵囊长卵形，有1个卵细胞，外有5个管细胞，管细胞上方各有1个冠细胞，5个冠细胞组成冠,精子囊圆形盾细胞盾柄细胞头细胞次级头细胞精囊丝，每个细胞内产生1个精子,精子囊,三、绿藻门在植物界中的地位,真核绿藻是由原核绿藻演化而来的高等植物是由绿藻进化而来的绿藻门在植物的系统发育中，居于主干地位。,第九节红藻门(Rhodophyta),一、红藻门的一般特征多数为多细胞，有的形成简单的丝状体，也有形成假薄壁组织的叶状体或枝状藻红素占优势，故一般呈红色光合产物是红藻淀粉繁殖分布,紫菜（Porphyra）,英语:laver，seaweed日语:海苔(nori)紫菜属(Porphyra)的统称。紫菜蛋白质高达2935,以及碘、多种维生素和无机盐类，味鲜美，除食用外还可用以治疗甲状腺肿大和降低胆固醇。,紫菜（Porphyra）,现已发现约70余种。紫菜产量主要来自人工养殖。坛紫菜(P.haitanensis)、条斑紫菜(P.yezoensis)和甘紫菜(P.tenera)是主要的养殖种类。紫菜性味甘咸寒，具有化痰软坚、清热利水、补肾养心的功效。用于甲状腺肿、水肿、慢性支气管炎、咳嗽、脚气、高血压等。,紫菜（Porphyra）的生活史,二、代表植物三、地位不定,串球藻属Batrachospermum,石花菜Gelidium,江篱,Gracilariaconfervoides（L.）Grev.植物体红色、暗紫绿色或暗褐红色,软骨质或肥厚多汁,易折断.高5至45cm以上,有的可达1m。基部有盘状的固着器。直立丛生,肉质,圆柱形,主干明显,分枝12次,互生或偏一侧,囊果球形,突出于体表。顶端有一顶细胞,由它横分裂为次生细胞,再继续分裂成为髓部及皮层细胞。江蓠喜生长在有淡水流入和水质肥沃的湾中,尤其在风浪较平静,水流畅通,地势平坦,水质较清的港湾中，生长较旺盛。可供食用和制胶。,龙须菜,英文名：RedGracilariaFeedingAlgae学名：Gracilariasp.龙须菜是红色透明的藻类，是所有草食性鱼类的天然食物。能够给草食性鱼类提供均衡的营养。可以在水族箱中起到与薄片类食物类似的作用,第十节褐藻门（Phaeophyta),一、褐藻门的一般特征1、形态构造多细胞，有分枝的丝状体，或分枝的丝状体结合成假薄壁组织，以及有组织分化的高级类型具表皮、皮层和髓三部分细胞壁内层为纤维素，外层由藻胶组成，细胞壁内具褐藻糖胶。,载色体1-多数，粒状或小盘状具叶绿素a和c，-胡萝卜素和6种叶黄素，其中墨角藻黄素含量最大，使藻体呈褐色。光合产物是褐藻淀粉和甘露醇,营养繁殖：繁殖枝无性生殖：游动孢子、静孢子有性生殖：同配、异配、卵式生殖世代交替明显,2、繁殖,分布二、代表植物三、地位,Heteromorphicalternationofgenerations,孢子囊,LaminariajaponicaAresch英文名:seatangle,kelp食用；药用作昆布，软坚散结，消痰利水，治疗缺碘性甲状腺肿大。,海带,Undariapinnatifida(Harv.)Suringar也作昆布用。,裙带菜,昆布,EckloniakuromeOkam.英文名:kelp全藻能镇咳平喘、软坚散结。,Sargassumpallidum(Turn.)C.Ag.全藻称海藻(大叶海藻)，能软坚散结，消痰，利水。,海蒿子,Sargassumfusiforme(Harv.)Setch.全藻亦作海藻(小叶海藻)药用。,羊栖菜,第十一节藻类植物小结,一、藻类细胞的演化二、藻类植物体的演化三、繁殖及生活史的演化,一、藻类细胞的演化,1、从原核蓝藻到真核红藻具有藻胆素形成藻胆体由蓝藻的单条类囊体形成红藻的载色体无鞭毛,一、藻类细胞的演化,2、以叶绿素C为光系统II的集光色素原始类型中含有