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1、植物学课件藻类植物(Algae),蓝藻门Cyanophyta,主要特征：具有明显细胞壁，原生质体分化为中心质和周质两个部分，无细胞器和真正的细胞核，无载色体，光合作用的产物为蓝藻颗粒体和蓝藻淀粉；胶质鞘、异形胞；主要类群：1、色球藻属 Chroococcus2、颤藻属Oscillatoria3、念珠藻属 Nostoc,裸藻门Euglenophyta,主要特征：真核生物，无细胞壁，具有鞭毛，能游动的单细胞体（柄裸藻属除外）；周质体（periplast），细胞核为中核，载色体含Chl.a,Chl.b，同化产物为裸藻淀粉；鞭毛：2条，不等长。主要类群：裸藻属Euglena柄裸藻属 Colacium,
2、绿藻门Chlorophyta,主要特征：藻体多种多样，运动细胞、生殖细胞常具2或4条顶生等长鞭毛细胞壁分两层，内层主要为纤维素，外层果胶质。载色体形态多样，色素与同化产物与高等植物相似主要类群：1、衣藻属 Chlamydomonas2、丝藻属Ulothrix3、水绵属 Spirogyra4、轮藻属 Chara,硅藻门Bacillariophyta,主要特征：细胞壁的成分为硅质和果胶质，无纤维素。细胞壁由两个套合的半（瓣）片组成，分壳面和环带面；载色体盘状或片状，同化产物为金藻昆布糖。主要类群：1、小环藻属 Cyllotella2、羽纹硅藻属 Pinnularia,红藻门 Rhodophyta,
3、一、形态结构多数红藻为多细胞，构成简单的丝状体、假薄壁组织的叶状体或枝状体等。假薄壁组织由藻体细胞贴合而成。细胞壁：纤维素、果胶质色素：chl.a chl.d-胡萝卜素、叶黄素、藻蓝素、藻红素，比例较高，吸收蓝、绿光，适应深海生活。贮藏物：红藻淀粉（floridean starch），非水溶性的碳水化合物，为一种肝糖类多糖，以小颗粒状存在于细胞质中，有时在载色体表面。KI颜色反应：黄褐色葡萄红紫色。,多数红藻细胞仅具1核，载色体1至多个，原始类型载色体1枚，中轴位，星芒状，有1蛋白核。多数类型载色体颗粒状，带状或双凸透镜状等。,二、繁殖,1、营养繁殖：以分裂繁殖为主。2、无性生殖：产生静孢子。
4、单孢子：如紫菜；营养细胞产生单孢子囊，每个单孢子囊仅产生1个孢子。四分孢子：由四分孢子囊中孢子母细胞R!后产生，如多管藻。3、有性生殖 雄性生殖器官：精子囊，产生无鞭毛的不动精子。雌性生殖器官：果胞，形似烧瓶，只含1个卵，上有受精丝。,三、分类及代表,约有400属3900种。仅有红藻纲一个纲，下分为两亚纲：（1）紫菜亚纲单细胞，丝状体或坚实圆柱状或扩展成1-2层细胞厚的薄片。多数种类细胞内具一个轴生的星状载色体。相邻细胞间无胞间连丝（2）真红藻亚纲分枝丝状体或紧密排列形成假薄壁组织体。多数种类具多个周生盘状或少为片状的载色体。相邻细胞间有胞间连丝。,生活史,紫菜亚纲,果胞受精,真红藻亚纲,R!
5、,果孢子,配子体,K!,孢子体,果胞受精,无 R！,果孢子体,R!,1N 果孢子,配子体,2N 果孢子,2N四分孢子体,R!,四分孢子,配子体,1、紫球藻属 Porphyridium,属紫菜亚纲，紫球藻目，淡水藻类亦可见于潮湿的地上，墙角。单细胞，圆形或椭圆形，可形成群体，载色体星芒状，中轴位，有pr.核，无淀粉鞘。细胞核一个，位于载色体的一侧。营养繁殖，细胞纵裂方式。,2.紫菜属 Porphyra,紫菜亚纲叶状体，单层或两层细胞，外有胶质层。高20-30cm，宽10-18cm。以固着器固着于海滩岩石上。藻体弥散式生长。细胞单核，1枚星芒状载色体，中轴位，有蛋白核。,生活史,N,64,8,2N
6、,紫菜属生活史,精子囊器,果孢子囊,精子囊器,果胞子,甘紫菜,不同种紫菜精子囊器和果孢子囊,条斑紫菜：；坛紫菜：或；或半叶紫菜：；甘紫菜：；,壳斑藻,紫菜生活史的研究,1892年，Batters所报道的壳斑藻（Conchocelis rosea Batters）1949年，英国藻类学家 K.Drew发现脐形紫菜（P.umbilicalis）的果孢子萌发丝状体钻入贝壳内层，成为一种穿贝藻类，与Batters所报道的相同。1954年，我国著名的藻类学家曾呈奎、张德瑞和日本的黑木宗尚（1953）几乎在同时分别完成了紫菜生活史的研究，证实了丝状体阶段的存在，进而，从孢子囊中放出孢子，并由它萌发成小叶状
7、体。为了与生活史中其他孢子区别，曾呈奎、张德瑞建议称这种孢子为壳孢子（conchospore）。,曾呈奎院士(1909 06.18-2005 01.20),3、多管藻属 Polysiphonia,真红藻亚纲，仙菜目，共150种多列细胞的分枝丝状体；有些种类的丝状体分化为直立丝状体和匍匐丝状体，基部以单细胞假根固着于海边岩石上，高约320 cm。丝状体中央由一列较粗的细胞，称为中轴管(central siphon)；中轴管外由424个较小的围轴管(peripheral siphon)细胞包围。本属植物的生活史中存在四种类型的植物体：单倍体的雌配子体和雄配子体、双倍体的果孢子体和四分孢子体。配子体
8、和四分孢子体在外形上完全相同，典型的同形世代交替。,多管藻孢子体和配子体,多管藻属的生活史,支持细胞辅助细胞不育细胞,雌配子体,雄配子体,孢子体与四分孢子,串珠藻,真红藻亚纲常见植物,珊瑚藻,海索面,江蓠,石花菜,四、红藻门在植物界的地位,红藻门是古老的一群，与蓝藻在形态学、遗传学上具有某些相似特征：类囊体单条，不形成类囊体带光合色素有chl.a.，藻红素、藻蓝素，形成藻胆体营养细胞，生殖细胞均无鞭毛二者同时具有重大差异蓝藻为原核生物，红藻为真核生物蓝藻为单细胞、群体或丝状体，红藻为丝状体，假薄壁组织体蓝藻无卵式生殖，红藻为卵式生殖,褐藻门Phaeophyta,一、形态结构分枝丝状体，简单分枝
9、或分化为异丝状体。分枝丝状体互相紧密结合，由胶质粘贴形成假薄壁组织。酸藻属 Desmaresfia,粘膜藻属 Lethesia，,有组织分化的植物体，为较高级的类型表皮层：细胞较小、较多，内含多数载色体。皮层：细胞较大，具机械支持作用，在靠近表皮层的几层细胞亦含载色体。髓：位于中央，由无色的长细胞组成，具输导和贮藏作用。有一些种类有类似喇叭状的筛管构造喇叭丝。褐藻细胞壁成分为纤维素和藻胶，此外尚有褐藻酸(alginic acid)。藻胶与褐藻酸具粘性，有助于细胞粘成一个坚实体，也可使藻体免于干燥。,有组织分化的植物体,细胞具单核，载色体的粒状或盘状；载色体外有4层膜：2层载色体膜，两层内质网膜
10、，外层内质网膜与核膜相连，3条类囊体组成类囊体带。常有一大型的蛋白核，单柄型（singlestalked type）。蛋白核外包有淀粉鞘（贮藏的多糖）。光合色素：chl.a、chl.c、-胡萝卜素和几种叶黄素、叶黄素中的墨角藻黄素含量最大藻体呈褐色，光合作用中所起的作用最大。贮藏食物为一种溶解状态的碳水化合物：褐藻淀粉、甘露醇、含量相当大。占干重的5%-35%。,褐藻细胞亚显微结构示意图,褐藻载色体及组织细胞,二、繁殖,1、营养繁殖:断裂或形成繁殖枝2、无性生殖：产生游动孢子和静孢子为主，除墨角菜目外其他种类均可。形成的孢子囊有两种：单室孢子囊(unilocular sporangium)，R
11、!多室孢子囊(plurilocular sporangium)。3、有性生殖：配子体上形成一个多室配子囊，配子囊的形成过程和多室孢子囊相同；配子结合方式有同配(如水云目)、异配(如马尾藻目)和卵式(如墨角藻目)。除墨角菜目外，均具世代交替现象。,三、分类及代表,褐藻门是固着生活的底栖藻类，绝大多数生长于海洋，极少数种类生活在淡水中。很多种类体型较大，形成所谓的海底森林。褐藻门约250属1500种。根据世代交替的有无及类型，将褐藻门分为三个纲：等世代纲(Isogeneratae)不等世代纲(Heterogeneratae)无孢子纲(Cyclosporae),1、水云属(Ectocarpus),等
12、世代纲，具有同型世代交替，其孢子体的繁殖通过动孢子、静孢子或中性孢子实现，有性生殖为同配、异配或卵配。水云目，为褐藻中较简单的类群。叉状分枝的单列细胞组成的丝状体，丝状体分化成匍匐部分和直立部分。匍匐部分：分枝密而不规则；直立部分：簇生，末端小枝逐渐变细。细胞单核，具少数带状或多数盘状载色体，具蛋白核。,无性生殖结构发生于孢子体侧生小枝的顶端细胞上。单室孢子囊进行减数分裂，产生孢子；多室孢子囊进行有丝分裂，产生中性孢子(2n)。有性生殖为异宗配合，多室配子囊在配子体的侧生小枝的顶端细胞上形成，同配，结合成合子后立即萌发，形成二倍体的孢子体。为同形世代交替。,单室孢子囊,多室孢子囊,多室配子囊,
13、水云属生活史,2、海带属 Laminaria,不等世代纲:具异形世代交替，孢子体发达，形成薄壁组织或拟薄壁组织，配子体微小，丝状，多分枝。海带目，约30种，分布于北冰洋、北大西洋，北太平洋及非洲南部海区，体型较大，可达数米。孢子体分为三部分：固着器:呈分枝根状柄：不分枝，圆柱形或略侧扁带片：生长于柄的顶端，不分裂，无中脉,生殖：,单室游动孢子囊：带片两面的表皮细胞斜分裂形成，孢子囊棒状，间夹着隔丝，隔丝顶端有透明的胶质冠。游动孢子梨形，萌发为雌雄配子体，雄配子体分枝丝状体，雌配子体由少数较大细胞组成，枝端产生单细胞的卵囊。,海带的游动孢子囊,雌、雄配子体,幼孢子体,受精过程不离开母体,生 活
14、史,3、鹿角菜Pelvetia,无孢子纲:生活史中无世代交替，藻体为2倍体的孢子体。中国仅鹿角菜(P.siliguosa Tseng et C.F.Chang)一种，为中国黄海特有种。藻体褐色，为具分化的薄壁组织体，基部有固着器，为圆锥状的盘状体，上部二叉分枝，可重复分枝至28回。短枝及部分枝分化为表皮、皮层和髓。鹿角菜的植物体是二倍体，有性生殖时在枝顶端形成生殖托(receptacle)。生殖托表面有明显结疖状突起，突起处有一开口的腔，叫生殖窝(conceptacle)。,配子减数分裂型生活史,网地藻,裙带菜,马尾藻,四、褐藻在植物界的地位,褐藻运动细胞的形态和构造与黄藻门运动性细胞相似，所
15、含色素也相似，因此有的学者主张褐藻来源于黄藻类，由单细胞的具两条不等长侧生鞭毛的祖先进化而来，褐藻其生活史及藻体形态结构均较复杂，显示其较进化,藻类植物的起源与演化,一、年代最早蓝藻起源于35亿年前的前寒武纪，与细菌同时起源于无生命的有机物。直到大约6亿年前的寒武纪，藻类为地球上唯一的绿色植物，被称为地球生物史上的“藻类时期”，在这数亿年的历史时期，藻类植物原核到真核，单细胞到多细胞，简单到高级，逐渐发展演化形成了多个门。,二、藻类色素类型的演化,光合色素的类型是分门的主要的依据之一，藻类色素主要有四大类：叶绿素类、叶黄素类、胡萝卜素、藻胆素类。根据藻体细胞光合色素、光合类型及载色体结构的不同
16、，可将藻类分为三条进化支系 第一支系包括原核蓝藻和真核红藻。以藻胆素为光系统II的主要集光色素。第二支系包括隐藻门（Cryptophyta）、甲藻门、黄藻门、金藻门、硅藻门、褐藻门，其共同特征是以叶绿素c作为光系统II的主要集光色素。第三支系包括裸藻门、原绿藻门(Prochlorophyta)和绿藻门，它们以叶绿素b作为光系统II的主要集光色素。,从原核到真核藻类的三条进化途径是在不同的时期，不同的进化阶段上发生的，最早出现的真核藻类，红藻（15亿-14亿年前），然后是含Chl.a.、Chl.c的真核藻类，最后出现的是含Chl.a.、Chl.b的真核藻类。,三、藻类细胞的演化,细胞核的进化可能
17、是由原核进化到中核，再由中核进化至真核原核藻类蓝藻中核藻类裸藻、甲藻真核藻类藻类植物的细胞伴随着藻体结构向复杂化的方面发展，也由不分化到分化有各种特殊机能的细胞。细胞是没有分化的，只兼有营养和生殖两种功能：衣藻多细胞藻类中，都明显的分化为营养细胞和生殖细胞：如团藻、轮藻及大多数红藻和褐藻，构造比较复杂的红藻和褐藻的植物体内分化有组织：海带,四、藻类体型的演化,藻类在体型上大约有以下几种类型 变形虫型，无细胞壁，能作变形虫状的运动。具鞭毛型 又叫游动型，单细胞或群体，细胞有鞭毛在水中游动。球胞型 单细胞或群体，细胞不具鞭毛，也不作营养性分裂。胶群体 能进行细胞分裂的非游动细胞，细胞分裂后在母壁胶
18、化的胶鞘中成为群体，往往2-4个细胞成群。,丝状体 有分枝或无分枝，多核体 没有细胞分隔而有很多细胞核和色素体的藻体，它们中有的很简单有的是有很多分枝的丝状体。组织体：薄壁组织的膜状或管状的藻体，或有由分生组织分化而来的多种组织的藻体。藻类体型的演化是由根足型向鞭毛型、球胞型、丝状体、片状体、假薄壁组织体等依次演化。,五、藻类繁殖及生活史的演化,藻类延续后代是沿着营养繁殖、无性生殖到有性生殖的路线演化的。,生活史：,一些蓝藻和部分单细胞藻仅有营养繁殖，没有无性生殖和有性生殖大多数真核藻类都具有有性生殖。有性生殖是沿着同配生殖、异配生殖和卵式生殖的方向演化。有性生殖的出现，在生活史中必然发生减数
19、分裂，形成单倍体核相和双倍体核相交替的现象。由于减数分裂发生的时间不同，基本上可分为三个类型。,藻类主要生活史类型,合子减数分裂型：植物体为单倍体，如衣藻、水绵配子减数分裂型：植物体为二倍体，如硅藻和鹿角菜孢子减数分裂型：出现了世代交替的现象，单倍植物体和双倍植物体交替出现，如石莼、多管藻、海带,在低等藻类中，无营养细胞和生殖细胞的分化，较高级的类群开始产生营养细胞与生殖细胞的分化。多数真核藻类开始出现有性生殖，有性生殖由同配向异配和卵配发展。藻类体型、生殖结构及生活史的进化是不同步的，不同的类型在同一门藻类植物中可同时出现。高等藻类：绿藻门、红藻门、褐藻门低等藻类：蓝藻门、甲藻门、金藻门、黄
20、藻门、硅藻门,藻类植物和其它植物的关系,1、蓝藻与细菌：原核生物、蓝藻来自原始的有机体。2、绿藻可能是有胚植物的祖先3、藻类与菌类之间存在某些类似（1）无隔藻、金藻、黄藻、甲藻、褐藻等与卵菌的比较，具有某些相似。Eg：鞭毛侧生、茸鞭型、尾鞭型、纤维素壁等。（2）接合藻的接合生殖与接合菌的接合生殖过程相似。（3）红藻果胞受精后发育过程与子囊菌的产囊丝的发育过程,藻类植物的经济意义,藻类植物在地球上的分布广泛，在自然界中作用重大生态学意义：光合作用、固氮蓝藻、水体食物网、陆地生态系统经济价值：食用、渔业、农业、工业、医药、环保,思考题,1.试从藻类植物光合色素的种类、贮藏物质的类别、鞭毛的有无与类型等三个方面,简述各门藻类的亲缘关系和演化关系？2.以海带为例,解说什么叫做生活史;无性世代与有性世代;孢子体与配子体;世代交替与核相交替。3.请说明紫菜的生活史过程。4.简述藻类植物的主要生活史类型。5.试述绿藻门的分纲依据，绿藻的生殖和生活史演化趋势。,THE END!,THANKS,
