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第一章藻类植物〔Alagae〕藻类植物的概述

藻类植物的主要特征：

1.植物体无根、茎、叶的分化：①单细胞，有的有鞭毛，能动。②非丝状群体，由形态、结构和功能都相同的细胞结合在一起，无细胞分化。③丝状体，分为不分枝丝状体，分枝丝状体。④膜状体(叶状体)，石莼、紫菜。⑤中空管状体。⑥管状多核。⑦枝状体，轮藻，许多海藻有拟茎叶体。2.光合色素：分为三大类，叶绿素(a,b,c,d)；类胡萝卜素；藻胆素(藻蓝素，藻红素)。3.光合器：藻类植物上的光合器称为载色体。蓝藻无载色体，光合色素分布在类囊体上。4.生殖器官：绝大多数是单细胞结构。5.无胚：合子脱离母体后直接萌发。6.多数生活在水中，淡水种类多，海洋种类少，但数量多。根据藻类植物的形态，细胞核的构造和细胞壁的成分，载色体的结构以及所含色素的种类，贮藏营养物质的类别，鞭毛的有无，数目，着生位置各类型，生殖方式及生活类型等。一般将它们分为8个门：蓝藻门、裸藻门、甲藻门、金藻门、硅藻门、绿藻门、红藻门、褐藻门。蓝藻门〔Cyanophyta〕

一、蓝藻门的一般特征最古老、最简单的藻类，分布于淡水或湿地。单细胞或多细胞的非丝状群体，或丝状体。多数细胞外有胶质鞘(即细胞壁两层，内层纤维素，外层果胶质)，有的群体外有共同的胶质鞘。细胞无真正的细胞核，只有核物质，为原核细胞，属于原核生物。原生质体分化为周质和中央质，周质中没有载色体，有光合片层；中央质位于中央，无核膜、核仁，有染色质。藻体蓝绿色，内含有叶绿素a和藻胆素等色素，其贮藏物质是蓝藻淀粉。蓝藻门的一般特征 无有性生殖，通过细胞分裂进行繁殖。单细胞蓝藻细胞分裂后，形成单细胞个体；群体和丝状体蓝藻主要靠断裂来增加个体。断离的丝状体称为藻殖段。 藻殖段的是由异形胞分隔形成的，或是由于丝状体中某些细胞的死亡，或在两个细胞之间形成双凹形别离盘等。异形胞是由营养细胞形成的，大小与营养细胞很相似，但壁厚，所含的物质均匀透明。

蓝藻营养繁殖外，还可产生孢子进行无性繁殖。在丝状体类型中产生厚壁孢子。厚壁孢子由普通营养细胞体积增大，营养物质的积累和细胞壁的增厚形成的。孢子可长期休眠，以渡过不良环境。环境适宜时，孢子萌发，分裂形成新的丝状体。二、蓝藻中常见的代表种类1.颤藻属(Oscillatoria)：分布于小水沟，尤以污水环境为多。其藻体为一列细胞组成的丝状体，不分枝。因丝状体能左右摆动和前后伸缩，故得名颤藻。无胶质鞘，细胞呈圆筒形。丝状体上能产生空的死细胞，和胶化膨大的隔离盘。死细胞和隔离盘之间，能产生藻殖段。藻殖段具有繁殖的作用，断开后，能产生新的丝状体。2.念珠藻生于水中，土中或草地上等潮湿的环境。由球形和椭圆形细胞排列成单列丝状体，有的种类在丝状群体外有公共的胶质鞘包被，而成片状。丝状体上也产生异形孢子和厚壁孢子。葛仙米、发菜等可食用。3.螺旋藻属(Spirulina)裸藻门〔Euglenophyta〕

一、眼虫藻门的一般特征 绝大多数都是无细胞壁、有鞭毛、能自由游动的单细胞植物。又分为绿色和无色两大类。在绿色种类，含叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素，贮藏物质为副淀粉(即裸藻淀粉)和脂肪。 有的无色种类象动物，可吞食固体食物。裸藻植物体，有鞭毛1~3条、有趋光性的眼点，另外因没有纤维素的壁，其植物体可以伸缩变形。甲藻门(Pyrrophyta) 甲藻门(Pyrrophyta)大多数为单细胞，无或有细胞壁，含叶绿素a或c、胡萝卜素，同化产物是淀粉和油，细胞核为中核。运动细胞有两条顶生或侧生的鞭毛。是海洋中产生“赤潮〞的主要种类。金藻门(Chrysophyta) 金藻门(Chrysophyta) 细胞有或无细胞壁，色素主要有叶绿素a或c、胡萝卜素、墨角藻黄素，同化产物是金藻昆布糖和油。由于叶绿素含量少，所以植物体呈现黄绿色或金棕色。运动细胞顶生2条鞭毛，1条前伸为茸便型，1条后伸为尾便型。 形态有单细胞的，群体的和丝状体的。 代表植物：黄群藻〔Synura〕黄藻门(Xanthophyta)

黄藻门(Xanthophyta)

细胞有细胞壁，色素主要有叶绿素a或c、胡萝卜素、硅甲黄素，同化产物是金藻昆布糖和油。植物体内的色素主要有胡萝卜素和叶黄素，所以植物体呈现黄绿色或金棕色。运动细胞侧生2条鞭毛，1条前伸为茸鞭型，1条后伸为尾鞭型。 形态有单细胞的，群体的和丝状体的。 主要代表植物：

无隔藻属(Vaucheria)

精子囊卵囊硅藻门(Bacillariophyta) 硅藻门(Bacillariophyta) 细胞有细胞壁，由两个套合的半片所组成，分上壳和下壳，是由果胶和硅质组成，没有纤维素，壳面上有各种花纹。色素主要有叶绿素a或c、胡萝卜素、甲黄素，同化产物是金藻昆布糖和油。植物体内的色素主要有胡萝卜素和叶黄素〔墨角藻黄素和硅甲黄素〕，所以植物体呈现黄绿色或金棕色。硅藻细胞无运动细胞。运动靠原生质环流推动。 形态为单细胞的，可以连接成群体。 主要代表植物：硅藻属(Diatoms)。 硅藻属：是单细胞植物。其细胞壁由两个套合的瓣片组成。其繁殖的方式是有丝分裂和形成复大孢子。硅藻绿藻门Chlorophyta)一、绿藻门的一般特征 绿藻门最为庞大，约有430属，6700种。其形态多种多样，有单细胞、有群体、丝状体和叶状体。其细胞的细胞核和叶绿体、所含的色素、贮藏的养分、及细胞的成分都与高等植物很相似。 植物体呈绿色，色素包括叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素。贮藏的养料有淀粉和油类。淀粉核在叶绿体中，而不在细胞质中。 绝大多数绿藻的营养体无鞭毛，不能运动。但在繁殖形成游动孢子和配子时有鞭毛，能运动。少数单细胞和群体类型的营养细胞前端有2或4条等长的鞭毛，终生能运动。 最常见的绿藻：①单细胞种类，如衣藻属。②群体类，如实球藻属。③多细胞类，如团藻属。④丝状体类，如水绵属。繁殖：无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖：营养细胞失去鞭毛，有丝分裂，原生质体分裂为2、4、6、8或16个子原生质体团，由母细胞壁包裹。各原生质体团产生新的细胞壁和鞭毛，形成游动孢子。母细胞成为游动孢子囊，囊破裂后，游动孢子逸出，发育成新的个体。不动孢子：似亲孢子〔除大小外，余同母细胞〕、厚壁孢子〔纤维素〕和休眠孢子〔果胶〕。 有性生殖：多为同配生殖或异配生殖，少数为卵式生殖。 配子：是生物进行有性生殖时产生的性细胞。同配生殖是指形态、大小、行为相同的两个配子之间的结合；异配生殖是指一个大而游动缓慢的大配子与小而活泼的小配子结合；卵式生殖那么是大配子完全失去鞭毛，不再游动，称为卵，小配子行动活泼，称为精子，精子游向卵而完成结合。 母细胞原生质体分裂为8~64个原生质体团，进一步发育为配子。配子的形成和形状，与游动孢子相似。配子成熟后，从母体中释放出来，两两相配，原生质体融合，鞭毛消失，形成厚壁的合子。合子休眠后减数分裂，产生4个游动孢子，合子壁破裂，4个游动孢子各自形成新的衣藻个体。

二、绿藻门的代表植物

1.衣藻属(Chlamydomonas)：单细胞，多呈卵型。有一杯状的叶绿体，其基部有一大淀粉核。细胞核位于杯状叶绿体的凹陷处。细胞的前端有2条等长的鞭毛，能运动；前端的一侧还有一枚红色的眼点，具有感光的作用。鞭毛的基部有两个并列的伸缩泡。2.实球藻属(Pandorina)一般由4、8、16、32个形态、功能相同的细胞组成，常见的为16个细胞。细胞紧靠在一起，形成球形或椭圆形，外面有共同的胶质鞘包被。每个细胞的形态，很象衣藻。有无性繁殖和有性生殖，有性生殖多为异配生殖。无性繁殖时，每个细胞都产生游动孢子，排列成与母体一样的群体，当从胶质鞘中释放出来后，就形成新植物体。3.团藻属(Volvox)是由数目更多的衣藻型细胞组成，数目可达数百或数万个。细胞排列在球体的外表，中央形成空腔，外围有共同的胶质鞘包被，各细胞间有原生质丝相连，属于多细胞类型的植物体。无性繁殖时，形成了少数大型的繁殖胞，繁殖胞发育成子群体，落入母群体腔内，母体破裂时，放出子群体。形成了团藻的营养体。有性繁殖为卵式生殖。由繁殖胞产生精子及卵，精子和卵可以是同体的也可以是异体的。精子与卵结合成为合子。经休眠后减数分裂，形成游动孢子。游动孢子分裂后形成新的植物体。4.水绵属(Spirogyra)是极为常见的绿藻。成片生于水底或漂浮于水面。丝状体不分枝，外表滑腻。每一细胞内有1至数条呈螺旋带状的叶绿体，其上面有一列淀粉核。细胞中有一个核和一个大液泡。水绵属生殖无性繁殖：丝状体每个细胞皆能分裂，丝状体断裂可增加个体。有性生殖：是特殊的接合生殖，分为梯形接合和侧面接合。梯形接合(scalariformconjugation)：两条丝状体并列成对，相对处的细胞壁向外突起伸长并相接触，相接处细胞壁溶解，形成接合管(Conjugationtube)。此时，细胞的原生质体缩成一团，即为配子，一个配子经接合管渐渐进入另一细胞内，并与另一配子融合为合子。休眠的合子减数分裂，形成4个核，其中3个核退化，只有一个核的细胞发育成新的丝状体。

侧面接合(lateralconjugation)：在同一丝状体相邻细胞的侧面形成接合管，其接合过程与梯形接合相似。梯形接合6、石莼〔Ulva〕

石莼是常见的一种海藻，植物体为片状体，由2层细胞组成。生活史中有2种植物体，即孢子体和配子体，为同型世代交替的生活史。5.轮藻属(Chara)植物体分枝多，以假根固着于水底，有节与节间之分。节的周围有一轮侧枝，侧枝的节上又可以轮生分枝。每一个分枝上都没有顶细胞，不能继续生长。有性生殖是卵式生殖，雌性生殖器官叫卵囊球，雄性生殖器官叫精囊球。卵囊球中产生卵，精囊球中产生精子。精子进入卵囊中与卵受精，合子休眠后减数分裂形成原丝体，长成新植物体。轮藻生殖器官红藻门(Rhodophyta)

一、红藻门的一般特征 植物体多为多细胞，呈丝状或片状。少数生活在淡水，绝大多数生活在海水。植物体一般为红色或紫红色，因为藻体内除了叶绿素a和类胡萝卜素外，还含有藻红素和藻蓝素，能生活在深水中。其贮藏营养为红藻淀粉，遇碘变紫红色。细胞壁外层富含果胶，内层纤维素，提取琼脂。 无性繁殖产生没有鞭毛的不动孢子，有性繁殖为卵式生殖(果胞)。

红藻多管藻多管藻褐藻门(Phaeophyta) 一、褐藻门的一般特征 藻类中进化地位较为高级的类群，绝大多数为海产。细胞壁外层褐藻胶，内层纤维素；体内含叶绿素a、c、类胡萝卜素和叶黄素，其中墨角藻黄素含量高，所以植物体常呈褐色；能生活在深水中。其贮藏的营养为褐藻淀粉和甘露醇、碘。褐藻均为多细胞个体。 生活史有明显的世代交替现象。即有性世代和无性世代；或孢子体世代与配子体世代。 繁殖时带片两面产生许多孢子囊，经减数分裂产生许多游动孢子。孢子成熟后从囊内放出，遇适宜环境萌生成雌雄配子体两种，以后分别形成具卵细胞的卵囊和具精子的精囊。精子从精囊中释放出来，依靠水游到卵囊，与卵结合成合子。合子不经过休眠而萌发成新的孢子体。二、褐藻门分类及代表植物根据生活史的有无和类型分为：等世代纲、不等世代纲和无孢子纲。根据游动孢子情况分为：游动孢子纲、不动孢子纲和无孢子纲。藻类植物小结 藻类植物繁殖及生活史的演化：藻类植物繁殖后代是沿着从营养繁殖，无性繁殖到有性繁殖的路线开展的。 1.有些蓝藻，仅有营养繁殖，没有无性和有性生殖。 2.有的藻类仅有营养繁殖和无性繁殖，而没有有性繁殖。植物体没有单倍体和双倍体之分。 3.多数藻类都有有性生殖。有性生殖是沿着同配、异配、卵式生殖的方向开展。同配比较原始，卵式生殖是最进化的。有性生殖的出现必然发生减数分裂，形成单倍体核相和双倍体核相交替的现象。 根据减数分裂发生的时间不同，可分为三种类型： ①减数分裂发生在合子萌发之前，在这种藻类的生活史中，只有一种植物体—单倍体，合子唯一的二倍体阶段，如衣藻、轮藻。 ②减数分裂发生在配子囊形成配子时，这种藻类生活史中也只有一种植物体—二倍体，配子唯一的单倍体阶段，如松