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文档简介
第九章藻类植物(Alagae)
海藻
Pennate
and
Centric赤潮异弯藻中肋骨条藻海洋沟鞭藻类蓝绿藻角藻
直链藻
鱼鳞藻
扇杆藻
脆杆藻
钟罩藻波缘藻团藻金藻(黄群藻)绿藻
项圈藻
项圈藻
蓝藻细菌索求藻蓝藻细菌平裂藻
微孢藻
团藻
管孔藻红藻原核生物主要特点:1.遗传物质仅一个环状DNA2.无核膜3.无细胞器,无细胞骨架4.以无丝分裂或出芽繁殖代表生物:支原体,细菌,蓝藻,螺旋藻(人类未来的蛋白质食物新来源)细菌模式图三大结构体系:真核生物膜系统:质膜,内膜系统,细胞器细胞核系统:遗传信息表达系统骨架系统:细胞质、细胞核等骨架系统原核细胞和真核细胞比较细胞大小染色体细胞核细胞器内膜系统微梁系统细胞分裂转录和转译较小(1-10μm)较大(10-100μm) 一条DNA。不与蛋白质联结。几条染色体。与蛋白质联结在一起。核区,无核膜核仁 有核膜和核仁无有简单复杂无 微管和微丝二分体,出芽分裂有丝分裂
同一时间和地点不同时间和地点一、藻类植物植物体构造简单,没有根、茎、叶的分化。多为单细胞、多细胞群体、丝状体、叶状体和枝状体。无性生殖产生孢子,有性生殖产生配子。约3万多种,广布全世界。分为八个门。藻类植物较为古老,化石记录35—33亿年前,地球水体首先出现原核蓝藻,15亿年前,已有和现代藻类相似的有机体存在。第一节藻类植物的概述紫菜、海带、水绵等植物,它们有根、茎、叶或花、果实、种子吗?观察没有种子的植物——孢子植物没有象紫菜、海带、水绵等结构简单,没有根、茎、叶的分化,也没有花、果实、种子的植物叫藻类植物。藻类植物是一类结构简单的低等植物,种类很多,大小不一。藻类植物的起源藻类植物的演化结构上的演化繁殖方式的演化生活史演化生物获取现成的营养自己制造养料
藻类植物的分类分类依据:色素体的结构和色素种类及相对含量贮藏物种类、化学组成、存在位置细胞壁结构、成分以及植物体的形态构造、繁殖方式鞭毛的有无、数目、着生位置一般将藻类分为八个门原核藻类和真核藻类原核藻类(蓝藻)1.原核2.无细胞器3.无有性生殖真核藻类藻体形态细胞结构生殖结构鞭毛和眼点繁殖生活史生境和分布真核生物鞭毛的结构9+2型9个二联体维管-A、B亚纤维组成
-内外动力蛋白壁2个中央维管鞭毛质膜细胞骨架蛋白质微管蛋白-鞭毛、纤毛肌动蛋白微丝与细胞质流动相关中间纤丝-支撑和运动功能细胞质骨架微丝微管中间纤维第一节藻类植物的概述二、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(包括β-胡萝卜素和蓝藻黄素、颤藻黄素等几种叶黄素);藻胆素。藻胆素:为一类水溶性的光和辅助色素,它是藻蓝素、藻红素和别藻蓝素3种色素的总称。
二、藻类植物的主要特征: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念珠藻属Nostoc绿藻门Chlorophyta石莼属红藻门Rhodophyta褐藻门Phaeophyta褐藻门Phaeophyta三、藻类在自然界中的作用和经济意义生态意义原始藻类是地球有氧环境的创造者,比陆生高等植物产生的有机总碳约高7倍。经济意义(1)食用藻类营养价值很高。钝顶螺旋藻(Spirulinaplatensis)含有约55%~65%的蛋白质,15%~25%的糖类及许多维生素和矿物质。海带,含碘高发菜,紫菜,营养丰富(2)水产生态系统中的初级生产者鱼虾的直接间接饵料(3)农牧业固氮蓝藻,150多种(4)工业褐藻红藻中可提取藻胶酸、琼胶、卡拉胶……许多物质(5)医药藻胶酸盐在医药工业上作乳化剂、药片的填充剂,多种活性物质(6)环境监测和污水净化
我国的土地面积广大,江河、湖海面积大,海岸线长,藻类资源很丰富。藻类植物和人类有直接或间接的关系,在国民经济中起着重要的作用。 1.食用:常见的可食用藻类植物有发菜、海带、鹿角菜、紫菜、石花菜等。营养价值很高,含有大量碳水化合物、蛋白质、脂肪、无机盐、各种维生素和有机碘。有些藻类中含有很高的蛋白质,如现在开发利用螺旋藻,所含的蛋白质高达50%,已开发出的产品很多是保健产品。 2.藻类与渔业的关系:许多藻类植物既是鱼类的食料,又是它们产卵的好场所。 3.在农业上的应用:在小湖、小河和池塘中的藻类,死亡后在水底形成淤泥,可作肥料。利用固氮藻类,增加土壤肥力,现已发现固氮蓝藻150余种,中国有30多种,其中大多数为具有异形胞的种类,如满江红鱼醒藻、固氮鱼醒藻等。 4.在工业上的应用:从藻类提取许多工业原料,如从褐藻中提取的藻胶酸,可制人造纤维(具有耐火性),琼胶和卡拉胶广泛应用在食品上。 5.在医药上的应用:从褐藻中提取碘。 6.在环保上的应用:可消除污染,净化废水,还可以指示探矿。三、藻类在自然界中的作用和经济意义四、藻类植物的生活史
生活史(lifehistory),亦称生活周期(lifecycle),指植物一生所经历的生长、发育、生殖和产生出新一代个体的全过程,这种循环可以周而复始,保持种群的延续。可以概括为:从种子到种子或从孢子到孢子。
总之,植物生活史类型的演化过程,是随着整个植物界的进化而发展着,它经历了由简单到复杂,由低级到高级的演化过程。像细菌和蓝藻等原核植物是没有世代交替,也没有核相交替。到真核生物出现以后,才开始出现了有性生殖的核相交替,随后再出现世代交替。
世代交替中,以异形世代交替类型在植物界中最为高等,其中孢子体世代越占优势,则越进化。核相交替:是指单倍体核相与二单倍体核相相互交替的现象第二节原核藻类---蓝藻门(Cyanophyta)
一、蓝藻门的一般特征最古老(他们的祖先出现于距今约35亿-33亿年前,是已知地球上最早最原始的光和自养和放氧的原核生物,现存种类1500-2000种)、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(藻蓝素,藻红素)等色素,其贮藏物质是蓝藻淀粉。藻胆素:为一类水溶性的光和辅助色素,它是藻蓝素、藻红素和别藻蓝素3种色素的总称。
藻红素主要吸收绿光(490nm)藻蓝素主要吸收橙红光(618nm)藻胆蛋白---由于藻蓝素(生色团)紧密地与蛋白质结合在一起,被称为藻胆蛋白。 藻蓝素与蛋白质结合形成藻蓝蛋白,呈蓝色; 藻红素与蛋白质结合形成藻红蛋白,呈红色;藻胆体:电镜下可见藻胆蛋白程细小颗粒状,分布于类囊体的表面,称为藻胆体。光能传递过程:光能→藻红素→藻蓝素→别藻红素→叶绿素a3.异形胞(鱼腥藻和念珠藻等丝状蓝藻具有)异形胞:是由营养细胞形成的,大小与营养细胞很相似,是生活细胞。
特点:壁厚胞质物质溶解,匀液态淡黄或透明状功能:隔离藻丝形成藻殖段(营养繁殖)含固氮酶(具固氮作用)
4、繁殖方式: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分离盘等。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。分离盘厚壁孢子和异形胞二、蓝藻种类及价值
1、蓝藻他们的祖先出现于距今约35亿-33亿年前,是已知地球上最早最原始的光和自养和防氧的原核生物,现存种类1500-2000种,分为色球藻纲、段殖体纲和真枝藻纲。
2、经济价值(1)食用:发菜和海雹菜5、生境和分布:
(1)分布广,淡水、海水和潮湿地面等,甚至在40-90°的温泉中;(2)与真菌共生形成地衣,还可与蕨类和裸子植物等共生。
据了解,搂0.5公斤发菜起码要破坏20亩草原。据宁夏有关资料表明,每年10余万农牧民进入内蒙古阿拉善搂发菜,被破坏的草原达1.95亿亩,其中6000多万亩沙化。同时发菜交易市场每年给国家造成的损失是其成交额的13倍
地表植被遭受严重破坏
大草原:灭顶之灾,荒漠化迅速扩张!二、蓝藻种类及价值
2、经济价值(1)食用:发菜和海雹菜
(2)固氮:世界150种,中国30余种
固氮鱼腥藻(AnabaenaviguieriDenis& Fremy)——丝状不弯曲,细胞宽度大于长度。异型胞间生,球状或扁球状。
二、蓝藻种类及价值
2、经济价值(1)食用:发菜和海雹菜
(2)固氮:世界150种,中国30余种
(3)放氢:
(4)蓝藻与“水华”
蓝藻与水花(水华)——
水华:
蓝藻生于有机质丰富的水体,夏秋季快速繁殖,在水面形成的腥味浮沫,称~1)、产生水华:水体富营养化状态
2)、水华出现加剧水体污染(与鱼类争夺消耗水体氧气
产生藻毒素等有毒物质)形成水华的藻类:微囊藻属
鱼腥藻属
束丝藻属
颤藻属圆明园10万平米水域控制蓝藻爆发达三类水标准发布时间:2008-11-1911:34:48来源:北京日报圆明园昨天发布消息,由于实施了“食藻虫控藻”项目,今年该园10万平方米水域有效控制了蓝藻的暴发,水质达到地表三类水标准,清澈见底。圆明园现有河湖面积100万平方米,占全园面积的三分之一。由于水域面积大、流动性差,每年5到10月份,河湖水体都要面临水华难题,全园小水域及内侧河湾均有不同程度的水华现象发生。2007年10月起,圆明园又开始使用清河再生水厂再生水作为补充水源,由于再生水中氮、磷含量较高,水体极易富营养化,夏季高温时更容易引起水华的暴发。如何有效地解决水华问题,成为圆明园的当务之急。今年,圆明园管理处与上海海洋大学共同实施了“应用食藻虫控藻引导圆明园水体生态修复”科研项目,对长春园玉玲珑馆湖面、凤麟洲湖面等处共10万平方米水域进行治理。目前,这些区域的水质主要指标已达到地表三类水标准,水环境明显改善。(记者贾晓燕)三、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)
原绿藻门(原绿生物)
一、概念:原绿生物:原绿生物是20世纪80年代发现的具有含叶绿素a、b,不含藻胆素的原核藻类。原绿藻:亦称原绿细菌,是制造发现的一种原绿生物二、发现过程美国Lewin于1975年最早发现
1980年,我国学者曾呈奎在西沙群岛发现原绿藻三、原绿藻门主要特征单细胞翠绿色,含叶绿素a、b(不含藻胆素)
细胞中央为核区,无核膜、核仁无叶绿体、线粒体等细胞器
细胞壁:胞壁酸真核藻类
第三节真核藻类藻体形态细胞结构生殖结构鞭毛和眼点繁殖生活史生境和分布真核藻类概述一群没有根、茎、叶分化,能进行光合作用的低等自养真核植物大约出现于15亿~14亿年前第三节真核藻类真核藻类隐藻门(Cryptophyta)甲藻门(Pyrrophyta)
金藻门(Chrysophyta)黄藻门(Xanthophyta)褐藻门(Phaeophyta)裸藻门(Euglenophyta)绿藻门(Chlorophyta)轮藻门(Charophyta)一、藻体的形态结构形态:单细胞、各式群体、丝状体、叶状体、管状体大小:几个微米——几米(海带)——百米(巨藻)结构简单,无明显组织分化少数种类有表皮层、皮层和髓的分化,如海带植物体通常称为原植体(thallus)丝状体藻类叶状体藻类二、细胞结构细胞壁:大多数具细胞壁,仅隐藻、裸藻、多数金藻无细胞核:均具真核,有核膜、核仁,出现染色体细胞器:具质体、线粒体、内质网、高尔基体、液泡等光合器(载色体):杯、盘、带、星、块、网状等多种形态;绿藻和轮藻形成简单的基粒,其余藻类不形成基粒光合色素:①叶绿素类:叶绿素a、b、c、d4种;②类胡萝卜素类:5种胡萝卜素和多种叶黄素③藻胆素类:红藻、隐藻和甲藻中含藻胆素叶绿体:含叶绿素a、b,呈绿色的光合器色素体:含叶绿素c或d,呈褐、黄褐或紫红色的光合器三、生殖结构单细胞(单室)多细胞(多室)孢子囊或配子囊,无不育细胞壁层藏精器和藏卵器(轮藻),有不育细胞壁层四、鞭毛和眼点除红藻门外真核藻类的营养体或生殖细胞多具鞭毛鞭毛的结构均为(9+2)型模式尾鞭型鞭毛:鞭毛表面光滑茸鞭型鞭毛:鞭毛表面有很多横生的纤细茸毛眼点:游动细胞的光感受器,圆形或椭圆形,由类嗜锇脂滴组成真核生物鞭毛的结构9+2型9个二联体维管-A、B亚纤维组成
-内外动力蛋白壁2个中央维管鞭毛质膜五、繁殖营养繁殖:细胞分裂、藻体断离、繁殖小枝无性生殖:产生无性孢子—游动孢子、不动孢子等有性生殖:①同配生殖
②异配生殖
③卵式生殖合子或受精卵脱离母体,产生新藻体合子或受精卵不发育成胚(无胚植物)六、真核藻类的生活史合子减数分裂:合子萌发时进行减数分裂,具核相交替藻体(n)(+)配子囊(n)(-)配子囊(n)配子(+)(n)配子(-)(n)有丝分裂合子(2n)减数孢子(n)减数分裂合子减数分裂模式配子减数分裂:形成配子时进行减数分裂,具核相交替藻体(2n)配子囊(2n)配子囊(2n)配子(+)(n)减数分裂配子(-)(n)合子(2n)配子减数分裂模式孢子减数分裂:形成孢子时进行减数分裂有孢子体和配子体两种植物体,即具世代交替同形世代交替;孢子体和配子体外形相似异形世代交替:配子体和孢子体在外形上不同孢子体(2n)孢子囊(2n)孢子母细胞(2n)减数分裂孢子(n)雌配子体(n)雄配子体(n)雌配子囊(n)雄配子囊(n)配子(-)配子(+)合子(2n)孢子体世代无性世代(2n)配子体世代有性世代(n)
同形世代交替
异形世代交替七、生境与分布绝大多数真核藻类生于淡水、海水、咸淡水等各种水体中也有生于潮湿的土表、岩面、树皮、墙壁等处有的种类生于高山积雪上,也有的与真菌等生物共生生活型:浮游、附着、固着、底栖真核藻类光合器结构和光合色素比较门光合器叶绿素类胡萝卜素类叶黄素类藻胆素隐藻门Cryptophyta
甲藻门Pyrrophyta
金藻门Chrysophyta
黄藻门Xanthophyta
硅藻门Bacillariophyta2层叶绿体内质网膜,2条类囊体形成一束1层叶绿体内质网膜,3条类囊体形成一束2层叶绿体内质网膜,3条类囊体形成一束同上同上a,ca,ca,ca,ca,cα、β、εβββα、β、ε硅甲藻素,甲藻黄素硅甲黄素、多甲藻素、甲藻黄素等墨角藻黄素、硅藻黄素、硅甲藻黄素硅甲藻素等墨角藻黄素、硅藻黄素、硅甲藻黄素++(某些甲藻)真核藻类光合器结构和光合色素比较门光合器叶绿素类胡萝卜素类叶黄素类藻胆素褐藻门Phaeophyta
裸藻门Euglenophyta
绿藻门Chlorophyta
轮藻门Charophyta
红藻门Rhodophyta2层叶绿体内质网膜,3条类囊体形成一束1层叶绿体内质网膜,3条类囊体形成一束无叶绿体内质网膜,2~6条类囊体形成一束同上无叶绿体内质网膜,类囊体单条,不成束a,ca,ba,ba,ba,dα、ββα、ββ、γ、番茄红素α、β墨角藻黄素,叶黄素等虾青素,叶黄素等虾青素,叶黄素,菜黄素等?蒲公英黄素、叶黄素等+各门真核藻类主要特征比较门藻体形态细胞壁鞭毛生殖结构光合产物及分布隐藻门Cryptophyta
甲藻门Pyrrophyta
金藻门Chrysophyta
黄藻门Xanthophyta
硅藻门Bacillariophyta单细胞,纵扁绝大多数单细胞单细胞、群体或丝状体单细胞、群体,丝状体或多核管状体单细胞或各式群体无胞壁纤维素板片构成,多具1纵、1横沟多无壁,有的表质具硅质小鳞片、小刺或囊壳单、丝型壁由2┌┐片套成,纤维质硅质上、下壳套合而成具各式花纹2条,略等或不等长,自腹侧前端口沟伸出多2条,横沟1条茸鞭型,纵沟1条尾鞭型1条,2条,或3条,顶生不等长或等长2顶生不等长,长茸鞭向前,短尾鞭向后有些种类的精子或小孢子具鞭毛,1或2条单细胞(单室)
同上同上同上同上淀粉,油滴多淡水产,个别种类海产淀粉,油滴淡,海水产,主要赤潮生物,细胞核为间核(中核)金藻昆布糖,油滴多淡水产,海水中也常见金藻昆布糖淡水产金藻昆布糖,油滴淡海水中均多,分布广,主要赤潮生物各门真核藻类主要特征比较门藻体形态细胞壁鞭毛生殖结构光合产物及分布褐藻门Phaeophyta
裸藻门Euglenophyta
绿藻门Chlorophyta
轮藻门Charophyta
红藻门Rhodophyta多细胞,丝,叶,管状等,有的有一定组织分化绝大多数单细胞单细胞、群体,叶状体,丝状体等藻体较大,有明显的节和节间极少单细胞,大多多细胞,丝状,叶状,枝状等具胞壁,含纤维素和藻胶无壁,有的具囊壳具纤维素的胞壁同上胞壁由纤维素和藻胶构成多数种生殖细胞具2条侧生不等长鞭毛多1或2条鞭毛,自前端胞口伸出多为2、4条,顶生,等长,尾鞭型精子具2条等长鞭毛,尾鞭型无单细胞(单室),多细胞(多室)仅以细胞分裂进行繁殖
单细胞(单室)
多细胞,具不育细胞,雄藏精,雌藏卵器单细胞(单室)裸藻淀粉,甘露醇绝大多数海产副淀粉(裸藻淀粉)多淡水产,极少海产淀粉多淡水产,一部分海产淀粉淡水产红藻淀粉多为海产绿藻门Chlorophyta石莼属Sealettuce,Ulva,acommonmemberoftheclassUlvophyceae,whichgrowsonrocks,pilings,andsimilarplacesinshallowseasworldwide.
绿藻门Chlorophyta)
一、绿藻门的一般特征
绿藻门最为庞大,约有430属,8600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。
绿藻门(Chlorophyta)形态结构
体型多样。细胞壁由两层组成,内层的主要成分是纤维素,外层是果胶质。都是真核细胞,通常细胞内单核,有些种类多核。叶绿体形状和数目多样,多有1~多个淀粉核。形态
单细胞群体丝状体叶状体管状体少数营养细胞前端有鞭毛,终生能运动Chlorococcumechinozygotum(绿球藻),acloserelativeofChlorella(小球藻属).
Chlorococcumisthecommonestsoilalga.Attheupperleftisacellfilledwithasexualoospores,whichhaveformedmitoticallywithinthecell.Thesmallercellsinthemiddlearebiflagellatezoospores(theflagellaarenotvisible).Anonmotilevegetativecellisattheupperright.结构
(1)细胞壁(2)原生质体
原始类型,原生质中只形成小液泡,高级类型,有中央大液泡。载色体(chromatophore)的形状多种多样:杯状、环带状、片状、螺旋状、星状等。
结构:类似于叶绿体,双层膜包被光合片层;3-6条叠成束排列
色素:主要有叶绿素a、b,α-、β-胡萝卜素,叶黄素类
蛋白核:1~多枚同化产物:淀粉,由直链淀粉和支链淀粉组成,贮存于蛋白核的周围。细胞核:1~多枚内层:主要成分是纤维素外层:果胶质,常粘液化绿藻门Chlorophyta)一、绿藻门的一般特征
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迟缓的大配子与小而活泼的小配子结合;卵式生殖则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。繁殖
绿藻能产生具鞭毛能游动的游动孢子,不具鞭毛不能游动的静孢子,孢子形态和母细胞相似的似亲孢子,或在不良环境下形成的厚壁孢子等进行无性生殖。一些群体和丝状体绿藻常以藻体断裂成的小块或小段进行营养繁殖。
(3)有性生殖
同配生殖:两个配子的形状、结构、大小和运动能力完全相同。异配生殖:两个配子形状、结构相同,但大小和运动能力不同。卵式生殖:两个配子在形状、结构、大小和运动能力等方面都不同,其中,大配子没有鞭毛,不运动,称卵;小而有鞭毛的配子称精子,精卵结合。接合生殖:两个没有鞭毛能变形的配子结合。绿藻门Chlorophyta)二、绿藻门在植物界的地位绿藻和高等植物的相似之处:光合色素和光合产物相似。高等植物起源于绿藻:因上述共同点,加之绿藻游动细胞有2-4根等长的顶生鞭毛。因此,多数植物学工作者承认高等植物的祖先是绿藻。绿藻在植物演化的主干线上:绿藻在植物界的系统发育中居主干地位。然而高等植物起源于哪种绿藻,尚无可靠证据。三、绿藻门的代表植物
(一)、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。代表种类
衣藻属(Chlamydomonas)衣藻为卵形,球形或圆柱形单细胞体,两根等长鞭毛,鞭毛基部两个伸缩泡,细胞前端一侧有一红色眼点。叶绿体大,呈厚底杯状,杯底一个淀粉核,细胞核位于杯体内,这种结构的细胞被称为衣藻型细胞。(一)、单细胞藻类—衣藻
衣藻属(Chlamydomonas)
形态与结构植物体:单细胞,卵形、椭圆形或圆形;
细胞壁:分为内层和外层;
载色体:杯形,基部有一个蛋白核;
细胞核:一个;位于中央;鞭毛:两条,基部有两个伸缩泡,为排泄器官;体前端一侧有一个橙红色眼点,为感光器官。①无性生殖
衣藻游动孢子囊鞭毛收缩脱落核分裂、胞质分裂分泌一层壁,生2条鞭毛游动孢子
②有性生殖多数为同配生殖繁殖及生活史同配生殖异配生殖卵式生殖→→Isogamy:thegametesareequalinsizeandshape.Anisogamy:onegamete,conventionallytermedmale,issmallerthantheother.Oogamy:onegamete,usuallythelarger,is
nonmotile.Chlamydomonas(衣藻)isogamy(同配生殖)代表种类衣藻属(Chlamydomonas)衣藻生活史无孢子体植物型——衣藻生活史合子形成后立即进行减数分裂(合子减数分裂)没有二倍体孢子植物阶段衣藻生活史(二)、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。(三)、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。细胞排列在球体的表面,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。
团藻(Volvox)团藻属(Volvox)藻体是由500~6万个衣藻型细胞构成的高级群体,细胞沿表面排列成一层,腔内含稀薄的胶质。胞内有胞间连丝,并有营养细胞和具繁殖能力的生殖胞的分化,是由群体进化到多细胞体的过渡类型,故被视为高级的群体或低级多细胞体。是团藻目中最高等的一属。
团藻的无性生殖生殖细胞失去鞭毛,多次分裂,形成皿状体,经翻转弯曲成小球,小球上各细胞长出鞭毛,这样形成子群体埋于母群体的胶质腔中,待母体破裂,子群体逸出。由于1个团藻体内有多个生殖胞,所以母群体内可产生多个2代群体。有时,子群体还会在母群体内产生第3代群体,出现3代同体现象。团藻的有性生殖是由生殖胞分别形成游动精子板和卵囊。精子板的发育与无性生殖形成皿状体经翻转的过程相同。精子板游近卵细胞后散开。精子与卵接合成合子,合子分泌厚壁,母体破裂后沉入水中。合子萌发前经减数分裂,产生4个子核中,仅有一核的原生质体发育成1个具有2条鞭毛的游动孢子,游动孢子从外壁的裂口放出,发育成新个体。(四)、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,表面滑腻。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(Spirogyra)
形态与结构
由一列细胞构成的不分枝的丝状体;细胞圆柱形,细胞壁分内外两层;
原生质:一薄层
载色体:带状,1至多条,螺旋状绕与原生质中,其上纵列有多数蛋白核;液泡:多个,大。
细胞核:一个,位于细胞中央。繁殖与生活史接合生殖梯形接合侧面接合水绵可通过藻体断裂进行营养生殖。环境不利时(如CO2浓度升高),进行特有的有性生殖――接合生殖。并列的两条丝状体的一些细胞在相向的侧壁上各自形成突起,并逐步向对方伸长,相互连接,接触处壁溶解,形成连接的接合管,接合管一方的细胞其原生质体经收缩变形,通过接合管流入另一方的细胞中,进行细胞质和核的融合,形成厚壁合子。合子萌发→RD→4子核→1个发育成丝状体由于在两条藻丝间产生许多横向的接合管,似梯子,称为梯形接合。原生质团能移动的藻丝体相当于雄配子体,移动的原生质团相当于雄配子,另一藻体是雌配子体。
雌雄同体的种类通常是以这类接合生殖进行。
水绵属(Spirogyra)水绵属接合孢子(a)and(b)SexualreproductioninSpirogyrafollowstheformationofconjugationtubesbetweenthecellsofadjacentfilaments.(c)Thecontentsofthecellsofthe-strain(ontheleft)passthroughthesetubesintothecellsofthe+strain.(d)Fertilizationoccurswithinthesecells;theresultingzygotedevelopsathick,resistantcellwallandistermedazygospore.ThevegetativefilamentsofSpirogyraarehaploid,andmeiosisoc-cursduringgerminationofthezygo-spores,asitdoesinallCharophyceae.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。梯形接合梯形结合、侧面结合
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。(五)、石莼属(Ulva)石莼属(Ulva)
俗称海白菜,藻体为大型多细胞叶状体,由两层细胞构成。生活史中出现孢子体核配子体,两种植物体除细胞内所含染色体组数以及生殖方式不同之外,形态、结构基本相同,属于同型世代交替。石莼属(Ulva)细胞多角形;切面观,长形或方形;单核,位于细胞内侧;载色体片状,位于片状体外侧,有一枚蛋白核。
基部为固着器:无色,生在两层细胞之间,互相交织,构成假薄壁组织状的假根丝。
形态与结构
大型的多细胞片状体,由两层细胞构成;
藻体细胞:排列不规则,但紧密,间隙富有胶质。表面观,
石莼属(Ulva)
轮藻门(Charophyta)植物体有长枝(茎)、短枝(叶)、假根的分化;茎、叶上都有明显的节和节间之分。生殖器官多细胞组成,雄性器官叫精子囊,雌性器官叫卵囊,两者外围有不育细胞保护。代表种类轮藻属(Chara)
外形象高等植物金鱼藻,长枝节上长短枝,短枝节上轮生刺状体。长、短枝顶端都有1个顶端细胞,顶端细胞分裂生长。长枝的顶端细胞可无限生长,短枝顶端细胞只能分裂十几次。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。有性生殖卵囊和精子囊都在短枝的节上。卵囊生于刺状体上方,内含1个卵细胞,外围有5个管细胞包围。管细胞上各有1个冠细胞,在卵囊上组成1个冠。精子囊在刺状体下方,外围8个三角形的盾细胞,每个盾细胞向内侧中部产生多条精囊丝,精囊丝每个细胞产生1个顶生两条等长鞭毛的精子。卵囊成熟后,精子通过冠细胞裂缝进入与卵结合成合子,合子分泌形成厚壁,沉入水底。环境适宜时,经减数分裂形成4个子核,3个退化仅1个发育,先形成原丝体,然后在原丝体上长出多个新个体。通常以藻体断裂和藻体基部产生珠芽进行营养繁殖。轮藻生殖器官褐藻门(Phaeophyta)
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,遇合适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。
褐藻门(Phaeophyta)形态结构:3种类型(1)藻体由直立的单列细胞的分枝和匍匐假根组成的异丝体(2)藻体由许多藻丝紧密结合在一起形成假薄壁组织体(pseudoparenchyma)(3)藻体已有类似根茎叶或气囊等部分的分化,内部分化为表皮,皮层和髓三部分组成的薄壁组织体。细胞壁分内外两层,内层为纤维素,外层是藻胶质。繁殖
(1)营养繁殖藻体断裂(2)无性生殖形成游动孢子或静孢子进行无性生殖(除墨角藻目)游动孢子具有两条不等长的侧生鞭毛,长的前伸为茸鞭型;短的向后,尾鞭型(3)有性生殖配子囊有单室和多室两种单室:孢子体(2n)一个细胞产生多室:配子体(n)一个细胞多次分裂形成多个细胞组成配子囊,每个细胞的原生质体发育成一个配子,不同配子囊的配子结合(同配、异配和卵式)(4)生活史及世代交替除墨角藻目只有孢子体外,都具有明显的世代交替。同型世代:水云属(Ectocarpus)异型世代:配子体大,孢子体小鹅肠菜属(Endarachne)多数种类孢子体大,配子体小,海带卵囊和精囊褐藻门(Phaeophyta)
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。代表种类海带属(Laminaria)孢子体为薄壁组织体,外部分3部分:固着器(分枝的根状或盘状)、柄(圆柱形或圆扁形)、带片。带片和柄的内部构造相似,可分为3层:表皮-皮层(内有分泌腔)-髓(髓丝)。具有无性生殖和有性生殖因为孢子体>配子体,所以是典型的异型世代交替。1、水云(Ectocarpus)的生活史2海带生活史2
海带生活史鹿角藻属(Pelvetia)
代表种鹿角菜(P.siliquosa),属于温带种,黄海特有,生长在中高湖带的岩石上,柄短,上部为多次二叉状分枝。3、鹿角菜生活史3鹿角菜生活史3
鹿角菜生活史红藻门(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)。
红藻红藻生活史
红藻门(Rhodophyta)红藻门(Rhodophyta)红藻(紫菜)生活史
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。硅藻硅藻门(Bacillariophyta)硅藻表面结构硅藻的二氧化硅外壳,放大580倍硅藻的外壳放大2340倍硅藻细胞分裂裸藻门(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。形态结构
除胶柄藻属,其余全是具鞭毛,无壁的单细胞体。细胞质膜内,最外层为蛋白质构成的周质体,有些种类周质体薄易弯曲,有些则相反。藻体前端有胞口和胞咽。胞咽下部膨大成贮蓄泡,贮蓄泡周围有1~多个收缩泡,趋光的眼点位于贮蓄泡的背面。鞭毛通常1条,少数2~3条,都是茸鞭型。
裸藻门(Euglenophyta)繁殖
细胞纵裂,缢裂成两个子细胞,其中一个保留原有鞭毛,另一个长出一条新鞭毛。环境不良时失去鞭毛,分泌一层厚的黏胶鞘,形成胞囊,其内原生质体经多次分裂形成不定胶群体,环境适宜时胶壁解体,细胞又成为游动的新个体。
营养类型
光合营养(自养),异养和吞食营养(动物性营养),很多裸藻是混合营养,无色的则是真正的异养。
分类
裸藻在构造和习性上兼有动物和植物的特性,是一类分类位置未确定的鞭毛藻类,被视为动物和植物的共同祖先。通常分为裸藻目(Euglenales)和胶柄藻目(Colaciailes)
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。大多数为单细胞体,少数群体或丝状体。Doclge(1965)称之为中核生物(间核生物)(mesokaryote)甲藻细胞表面有一层由特殊纤维素壁所构成的多边形甲片组成的外壳。多数种具有一条横沟和一条纵沟。横沟将细胞分为上壳和下壳。具有2条不等长鞭毛,顶生或从横沟和纵沟相交处的鞭毛孔伸出。一条横鞭,带状,在横沟中环绕细胞一圈,主要作转动之用;另一条为纵鞭,通过纵沟向后伸出,可推动藻体前进,同时能起舵的作用。甲藻门(Pyrrophyta)形态结构繁殖:细胞分裂是最普遍的繁殖方式。有些种类可以产生游动孢子或不动孢子,有性生殖只在少数种类中发现。分布甲藻分布很广,淡水、海水中都有,是主要的浮游藻类之一。分类约有135属,1000余种。色素组成叶绿素a+c,β-胡萝卜素,甲藻素,多甲藻素,绿色素等。代表种类横裂甲藻亚纲(两条腹生鞭毛)1多甲藻属(Peridinium)2.裸甲藻属(Gymnodinium)3夜光藻属(Noctiluca)纵裂甲藻纲原甲藻属(Prorocentrum)甲藻与赤潮赤潮是海水变色的自然现象,由某些赤潮生物的大量密集的高度繁殖所引起。夜光藻,裸甲藻,漆沟藻,原甲藻引起赤潮的原因:温度,营养盐,微量元素(Fe、Mn、Zn),有机物质赤潮危害1水体缺O2,或者使鱼虾的呼吸器官堵塞2分泌毒素腹泻性贝毒素DSP,神经性贝毒素NSP,麻痹性贝毒素PSP,健忘性贝毒素ASP等。
浙江海域大面积赤潮赤潮赤潮是海水受到污染,富营养化,在一定条件下浮游生物大量增殖,引起海水发生颜色变化的现象。形成赤潮的生物中,最主要的是甲藻和硅藻。赤潮使水体严重缺氧,一些甲藻类还产生水溶性剧毒毒素等,引起水体中的动物体大量死亡。赤潮引起大量鱼死亡
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)金藻门(Chrysophyta)
形态结构
外部形态:单细胞体,少数群体或丝状体。细胞壁:能运动的种类的细胞裸露或在表质上具有硅质化鳞片;不能运动的种类一般
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