第一章 藻类植物

第一章藻类植物

(Algae)第一节藻类植物的概述

为自养原植体植物(autotrophicthallophyte)，

是一群古老的植物。

三大特征：1、具有光合色素，可光合自养。2、植物体形态无根、茎、叶的分化。3、生殖器官多数是单细胞，合子不发育成胚。生态习性多样，绝大多数水生。

约35-33亿年前，地球上的水体中，首先出现了原核蓝藻。第一节藻类植物的概述藻类的分类依据藻体形态细胞核构造和细胞壁的成分载色体的结构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、类型生殖方式、生活史类型鞭毛类型尾鞭型（只有纵轴，无横向短纤毛）茸鞭型（在纵轴上有1—2列横向羽状短纤毛）鞭毛同配生殖：由形状、结构、大小、运动能力等方面完全相同两个配子结合的一种生殖方式。异配生殖：在形状、结构上相同，但大小、运动能力不同，大而运动能力迟缓的为雌配子；小而运动能力强的为雄配子，此两种配子的结合方式。卵配生殖：在形状、大小和结构上都不相同的配子，大而无鞭毛不能运动的为卵，小而有鞭毛能运动的为精子，精卵结合的生殖方式。蓝藻门（Cyanophyta）蓝藻在地球上已存在约30亿年，是最早的光合放氧生物，对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用。一、一般特征1、形态与构造原核细胞

细胞壁

其主要的成分为粘肽（peptidoglycan）与革兰氏阴性细菌的细胞壁一样，可被溶菌酶溶解；外面有果胶酸（pecticacid）和粘多糖（mucopolysaccharide)

构成的胶质鞘包围。

原生质体

分为中心质和周质两部分。

中心质（centroplasm）含有DNA，不含组蛋白，不形

成染色体，DNA以纤丝状存在；无核膜和核仁的结构，

但有核的功能。第二节蓝藻门（Cyanophyta）

周质又称色素质（chromatoplasm）

无细胞器（organelle）；含有光合片层（photosyntheticlamellae）：不成束，而是单条有规律的排列。光合色素（photosyntheticpigment）叶绿素a、藻蓝蛋白（phycocyanin）、藻红蛋白（phycoerythrin)

以及一些黄色色素。光合产物蓝藻淀粉（cyanophyceanstarch）和蓝藻颗粒体（cyanophycin）。藻体有单细胞、群体和丝状体。异形胞（heterocyst）由营养细胞形成，但比营养细胞大，中空，储藏颗粒溶解，光合片层破碎，形成新的膜，并分泌出新的壁物质于细胞壁外。2、繁殖营养繁殖：细胞直接分裂；藻殖段（homogonium）或群体破裂。无性生殖：厚壁孢子（akinete）、外生孢子（exospore）和内生孢子（endospore）。3、分布

蓝藻有极大的适应性,分布很广。淡水和海水中，潮湿和干旱的土壤或岩石上、树干和树叶上，温泉中、冰雪上，甚至在盐卤池、岩石缝中都有它们的踪迹；有些还可穿入钙质岩石或介壳中（如穿钙藻类）或土壤深层中（如土壤蓝藻）。在热带、亚热带的中性或微碱性生境中生长旺盛。有许多种类是普生性的，如陆生的地耳，不仅在热带、亚热带、温带有，在寒带甚至南极洲也有。念珠藻目（Nostocales）色球藻目（Chroococcales）

二、蓝藻门的代表植物

色球藻属（Chroococcus）

单细胞或群体，细胞呈半球形或四分体形，每个细胞有个体胶质鞘，群体外有群体胶质鞘。

颤藻属（Oscillatoria）

丝状体能前后运动，或左右摆动。

念珠藻属（Nostoc）

由一列球形细胞组成不分枝的丝状体。丝状体常常是无规则的集合在一个公共的胶质鞘中，形成球形体、片状体、丝状体或不规则状。

地木耳（N.communeVauch.）发菜（N.flagelliformeBorn.etFlah.）地木耳地耳炒鸡蛋、地耳包子、地耳土豆排骨汤、地耳萝卜排骨汤、地耳山药排骨汤。成丝状群体，外覆以丰富胶质，一般目视状似木耳。因其生长于山坡草地上，故俗称为地木耳(常被误认为是一种青苔)，富含各种营养元素之高贵食材。地皮菜平常少见，但在大雨过後经常出现在不受污染的山地草原上。河堤之上都可见其踪迹，采摘最好在雨后。餐厅业者则取名为情人的眼泪，为一道极美味的菜肴。而原住民则称其为上帝的眼泪。发菜广泛分布于世界各地（如中国、俄罗斯、索马里、美国等）的沙漠和贫瘠土壤中，因其色黑而细长，如人的头发而得名，可以食用。生活在东南亚各国的侨胞和港澳台同胞，以及广东、广西、福建等省的人，一般都喜欢在丰盛的筵席上珍重地摆上一盘酷似黑头发的菜肴。这就是我国西北地区的特产——发菜（龙须菜），因发菜和“发财”谐音，图个吉利。三、蓝藻在植物界中的地位（一）原始性：1、原始核；2、没有叶绿体及其他细胞器：3、叶绿素仅有叶绿素a；4、细胞分裂为直接分裂，没有有性生殖。（二）古老性：35---33亿年前，已经有蓝藻，寒武纪（蓝藻时代），蓝藻特别繁盛。（三）与其他植物的关系：1、和细菌接近，和细菌有共同起源；2、红藻和蓝藻亲缘关系近，主张红藻是由蓝藻发展而来；3、和其他植物在构造和生殖方式上有明显区别，蓝藻是独立的植物类群。1971年法国斯塔尼尔等基于蓝藻在原核、细胞壁组成，脂肪酸和DNA碱基组成等特性上与细菌相近似，提出蓝藻应命名为蓝细菌。目前已逐渐为微生物学家、生理生化学家等所采用。但是，蓝藻具有能以水作为电子来源进行光合作用放氧，低的内源呼吸率，有限的利用有机物作为能源和碳源的能力等属于植物界的主要属性，为原有的“细菌”属性所不包容。一般特征1、单细胞；2、除胶柄藻属外无细胞壁；3、有鞭毛（茸鞭型），能自由游动；4、有细胞核，有载色体，含叶绿素a和b，β—胡萝卜素和三种叶黄素；5、产物：裸藻淀粉和油，前者仅存在于细胞质中；6、繁殖：细胞纵裂；厚壁的胞囊，没有无性生殖，有性生殖尚不能确定;7、分布：有机质丰富的水中，水华，水质污染指示植物；8、本门包含1纲，40属，800余种。代表植物：裸藻属、胶柄藻属第三节裸藻门（Euglenophyta）裸藻属（Euglena）也称眼虫藻属。色素体绿色，呈星状、盘状或颗粒状。柄裸藻属（Colacium）细胞前端具1胶质柄，单细胞或连成树状群体，也可脱离宿主成为游动个体。体形稳定，卵圆形、纺锤形或椭圆形，体外具水样胶质的包被；囊裸藻属（Trachelomonas）细胞外具一胶质的囊壳(lorica)，囊壳的形状稳定，呈球形、卵形等，表面光滑或具纹饰。囊壳内由于含有铁和锰的沉积而呈黄、橙或褐色；鞭毛由圆形的鞭毛孔伸出。扁裸藻属（Phacus）体形稳定，明显地背腹侧扁，正面观常为圆形、卵形或椭圆形，有的螺旋状扭转，背侧隆起成脊状，后端多延伸成刺状；又名变体藻属。均为具2条等长鞭毛的单细胞体,原生质体的表层柔软，体形易变，一般呈纺锤形。本属是裸藻门中最原始的类群的代表。双鞭藻属（Eutreptia）鳞孔藻属（Lepocinclis）裸藻门的地位1、具有鞭毛，作为动、植物的共同祖先；2、鞭毛藻是藻类的祖先，也是其他植物的祖先；3、现存裸藻和绿藻色素相同，两者关系密切；4、和绿藻有很多不同，有待研究。第四节甲藻门（Pyrrophyta）一、特征：1、大多数是单细胞，少数是球胞型或丝状体；2、细胞裸露或具有细胞壁，有的壁薄，有的壁厚而硬，含有纤维素；3、鞭毛2条，

顶生（前为尾鞭型，后为茸鞭型）或

侧生（横鞭毛是茸鞭型，向后为尾鞭型称为纵鞭毛）。

纵裂甲藻由左、右2个半片组成，横裂甲藻由多个板片组成；4、有细胞核且大，有载色体，含叶绿素a和c，

β—胡萝卜素，多甲藻（黄）素、硅甲藻素、甲藻素、硅藻黄素；5、产物：淀粉和油；6、繁殖：细胞分裂；产生游动孢子，不动孢子或厚壁孢子，有性生殖为同配生殖，少。7、分布：大多数海产，寄生，形成“赤潮”；8、代表植物：1000余种，

多甲藻属、角藻属、枝甲藻属植物体为单细胞，球形、椭圆形、卵形，罕为多角形，横断面常呈肾形。横沟显著，横沟将植物体分为上、下壳，纵沟略上伸到上壳。胞壁厚，具平滑或具窝孔状的板片，其间具板间带，具或不具顶孔，顶板4块，前间插板0至3块,沟前板7块，沟后板5块，底板2块。多甲藻属（Peridinium）植物体为单细胞，明显不对称，背腹扁平，具1个顶角和2～3个底角。角藻属（Ceratium）沟鞭藻类（Dinoflagellate）薄甲藻属（Glenodinium）二、甲藻门的地位1、原来被列为原生动物门，发现丝状体后列入植物界；2、色素与硅藻相似，产物与形态不同；3、甲藻的构造与其他藻类有区别，是一群自然的植物类群。金藻门（Chrysophyta）一般特征1、植物体为单细胞，群体或分枝丝状体；2、细胞壁有或无，细胞壁由纤维素和果胶质组成；3、有些单细胞和群体种类有鞭毛（向前为茸鞭型，

向后尾鞭型）；4、有细胞核，有载色体，含叶绿素a和c，β—胡萝

卜素，墨角藻黄素、叶黄素，因而色素体常呈金

黄、黄绿或褐色。第五节金藻门（Chrysophyta）5、产物：金藻昆布糖（β—1，3—葡聚糖）和油滴6、繁殖：细胞分裂（单细胞）；产生游动孢子；不动孢子；有性生殖为同配生殖，少；群体种类可断裂。7、分布：大多数分布于淡水，海水和咸水也有分布。8、本门包含200属，1000余种。代表植物：黄群藻属、锥囊藻属、金枝藻属。金藻门的地位1、本世纪前被列为动物界原生动物门，发现具有细胞壁后列入植物界；2、起源问题不清；3、金藻门与黄藻门有密切关系，两者鞭毛、细胞壁及色素相似。第六节黄藻门（Xanthophyta）第六节黄藻门（Xanthophyta）一、特征：1、植物体为单细胞、群体、多核管状体和丝状体；2、细胞壁有或无，细胞壁主要由果胶质（和二氧化硅）组成，无隔藻属和黄丝藻属由纤维素组成；细胞壁多数由“”形的2半片套合组成;管状或丝状体的细胞壁由“H”形的2半片套合而成。3、运动细胞有鞭毛2根（亚顶生，不等长，向前为茸鞭型，向后尾鞭型）；4、有细胞核，较小，有载色体，含叶绿素a，

β—胡萝卜素，叶黄素；5、产物：金藻昆布糖（β—1，3—葡聚糖）和油滴；6、繁殖：产生游动孢子和不动孢子进行无性生殖；有性生殖少，为同配和异配、卵配生殖；7、分布：多数种类喜钙，尤喜生活于半流动的、清洁水体中，蛇胞藻属为淡水普生性的，亦生活在污水中。大部分种类可作鱼的饵料。不易保存和培养。8、代表植物：黄丝藻属、气球藻属、无隔藻属无隔藻属（Vaucheria）二、黄藻门的地位

1、在19世纪，黄藻门放在绿藻门中，1899年分出来；

2、由于黄藻在某些结构与金藻相似（两者鞭毛、细胞壁及色素），有学者将其列入金藻门；

3、黄藻的起源问题不清，可能和金藻门都是由含叶绿素的原核藻进化而来。第七节硅藻门（Bacillariophyta）一、特征：1、植物体为单细胞、也可连接成丝状或其他形状的群体；2、有细胞壁，细胞壁有两个半片（上壳、下壳），由果胶质和硅质组成，没有纤维素；3、营养体无运动细胞，仅精子具鞭毛（茸鞭型）；4、有细胞核，有载色体，含叶绿素a和c，a,β—胡萝卜素，叶黄素；5、产物：金藻昆布糖（

β—1，3—葡聚糖）和油滴；6、繁殖：细胞分裂进行繁殖；有性生殖少，为同配和异配、卵配生殖；7、分布：分布广泛，在淡水，海水，陆地上都有分布；8、种类：16000余种代表植物：小环藻属，羽纹硅藻属繁殖方式为细胞的有丝分裂和产生复大孢子。有丝分裂时原生质体分裂为二，两半分开，每一新细胞各有一旧瓣，然后再产生一个比旧瓣小的下瓣。若干代后，一部分个体越来越小，到一定限度便产生复大孢子，使细胞恢复原大。双菱藻属（Surirella）壳面楔形、卵形、椭圆形或长方形。一般扁平。中线上有无纹区。花纹左右对称。菱形藻属（Nitzschia）菱形藻细胞菱形、宽叶形或线形，中部膨大，或收缩。末端一般较尖。平板藻属（Tabellaria）细胞常相连成锯齿状。细胞长形，两端大小相同。壳面中部和两端膨大。细胞内有与壳面平行的假隔片。等片藻属（Diatoma）二、硅藻门的地位

1、白垩纪出现，上白垩纪和第三纪为鼎盛时期；2、停留在单细胞和群体阶段；3、和金藻、褐藻的色素相同，关系密切；4、与黄藻相近（细胞壁构造），但营养体为二倍体，较特殊；5、硅藻由含叶绿素具鞭毛的藻类发展而来。思考题：1、藻类植物的基本特征是什么？2、藻类植物分门别类的依据是什么？一般分为哪几个门？第八节绿藻门（Chlorophyta）形态

单细胞群体丝状体叶状体

少数营养细胞前端有鞭毛，终生能运动四孢藻属（Tetraspora）Sealettuce,Ulva,acommonmemberoftheclassUlvophyceae,whichgrowsonrocks,pilings,andsimilarplacesinshallowseasworldwide.2.

结构

（1）细胞壁（2）少数单细胞和群体类型具鞭毛（尾鞭型）（3）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3.繁殖

（1）营养繁殖

群体、丝状体以细胞分裂来繁殖。

（2）无性生殖

形成游动孢子和静孢子。

游动孢子：没有细胞壁，有鞭毛

静孢子：有细胞壁，没有鞭毛（3）有性生殖

配子----合子----直接萌发成新个体

或减数分裂形成孢子，发育成新个体。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。（雌、雄配子）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。4.分布淡水和海水中，海产种类约10%，淡水产种类约90%。绿藻门约有350个属，近8000种。5.代表植物衣藻属（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团藻属（Volvox）

植物体为球形体，球体的表面由数百乃至上万个具双鞭毛的细胞构成，中央腔内充满粘液，每个细胞的结构与衣藻相似，各细胞间有原生质丝相连，并有营养细胞和繁殖细胞之分。团藻也有无性繁殖和有性繁殖两种。无性繁殖由繁殖细胞发育成子体，落入母体腔内，母体破裂后，放出子群体。有性生殖为卵式生殖。水蚤游荡在一个球形团藻附近团藻目（Volvocales）石莼属(Ulva)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。藻体细胞：排列不规则，但紧密，间隙富有胶质。表面观，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。

形态与结构

大型的多细胞片状体，由两层细胞构成；

配子体世代（有性世代）孢子体世代（无性世代）繁殖及生活史

世代交替：二倍体的孢子体世代和单倍体的配子体世代

互相更替，称世代交替（alternationofgeneration）；同形世代交替：在形态和结构上基本相同的两种植物体，

互相交替循环的生活史。松藻属（Codium）

全海产，固着在海边岩石上形态结构

外观叉状分枝，似鹿角，基部有垫状固着器；内部丝状体分化为髓部、胞囊皮层。

繁殖及生活史

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，螺旋状绕于原生质中，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(a)and(b)SexualreproductioninSpirogyrafollowstheformationofconjugationtubesbetweenthecellsofadjacentfilaments.(c)Thecontentsofthecellsofthe-strain(ontheleft)passthroughthesetubesintothecellsofthe+strain.(d)Fertilizationoccurswithinthesecells;theresultingzygotedevelopsathick,resistantcellwallandistermedazygospore.ThevegetativefilamentsofSpirogyraarehaploid,andmeiosisoc-cursduringgerminationofthezygo-spores,asitdoesinallCharophyceae.轮藻属1、有大型顶端细胞，由此不断分裂，形成植物体；2、有节和节间，节上有轮生的分枝（短枝），短枝又称“叶”；3、短枝的节上生有生殖器官。雌性生殖器官：

位于刺状体上方，长卵形卵囊：卵细胞（1个）管细胞（5个）

冠细胞（5个）雄性生殖器官：位于刺状体下方，圆形精子囊：

盾细胞（8个）

盾柄细胞（8个）

头细胞（1—2个）

次级头细胞

精囊丝

精子4、合子萌发有原丝体（孢子萌发形成的绿色丝状体或叶状体）时期。主要为淡水产，极少数为半咸水产。现代生存的仅1目，轮藻目(Charales)，1科，轮藻科(Characeae)7属，约340种。绿藻门的地位

1、化石和活化石“原绿藻”证明真核绿藻是由原绿藻演化而来；2、绿藻和高等植物由许多相似之处（色素、产物、鞭毛类型）;3、高等植物究竟是从哪一类绿藻发展而来？

形态

植物体少数单细胞;

多细胞藻体简单的丝状体；假薄壁组织的叶状体；假薄壁组织的枝状体：单轴：藻体中只有一条轴丝，向各个方向分枝，侧枝互相紧贴形成“皮层”。多轴：中央有多条轴丝组成髓，由髓向各个方向发出侧枝，密贴成“皮层”。第九节红藻门（Rhodophyta）2.结构

细胞壁：纤维素和果胶质。

原生质体：原生质高度粘稠，牢固地粘附在细胞壁上，具中央液泡。

细胞核：多数一个，少数幼时单核，老时多核。

载色体：1-多个，颗粒状

色素：叶绿素a、dβ-胡萝卜素叶黄素类

藻红素，占优势藻蓝素

同化产物：红藻淀粉3.繁殖及生活史

无性生殖：产生静孢子

有性生殖：一般雌雄异株

雄性器官：精子囊，产生无鞭毛的不动精子。雌性器官：果胞，烧瓶状。基部中有一个卵，上部具受精丝。单孢子四分孢子受精减数分裂果胞子配子体果胞受精果胞子体减数分裂果胞子配子体果胞子（2n）四分孢子体（2n）

果胞四分孢子（n）减数分裂

4.代表植物紫菜属（Porphyra）

形态与结构

叶状体：卵形、竹叶形、不规则圆形等，藻体薄，边缘多少皱褶，紫红色、紫色或蓝紫色。

细胞单核，一枚星芒状。

载色体，中轴位，有蛋白核。

基部：楔形或圆形，以固着器固着在岩石上。

生活史

减数分裂孢子体世代(2n)配子体世代(n)紫菜属的生活史条斑紫菜仙菜目（Ceramiales）杉藻目（Gigartinales）紫球藻目（Porphyridiales）红毛菜目（Bangiales）海索面目（Nemalionales）二、红藻门的地位1、古老，其化石在志留纪和泥盆纪中有发现；2、与蓝藻有相同特征，也有区别；3、起源与演化？

沿绿藻门溪藻属这一路线进化而来？

发展为子囊菌？（有性生殖相似）形态

植物体全为多细胞。

a.分枝的丝状体：有些分枝简单，有些形成匍匐枝和直立枝;

b.假薄壁组织体:由分枝的丝状体紧密结合，形成假薄壁组织体；

c.有组织分化的植物体：

表皮层：细胞较多，内有许多载色体;

皮层：细胞较大，有机械固着的作用;

髓：位于中央，由无色长细胞构成，有输导贮藏的作用。第十节褐藻门（Phaeophyta）2.结构细胞壁外层:藻胶，细胞壁内还有褐藻糖胶内层:纤维素原生质体

细胞核:一个

液泡:中央一个或多个

载色体:1至多枚，粒状或小盘状

色素:叶绿素a，cβ-胡萝卜素

6种叶黄素（墨角藻黄素）

贮藏物:

褐藻淀粉和甘露醇3.繁殖

（1）营养繁殖藻体断裂或纵裂成几部分，每部分形成新植物体。或形成繁殖枝，脱离母体，形成新植物体。

（2）无性生殖形成游动孢子或静孢子；

单室孢子囊：由孢子体上一个细胞核经减数分裂形成128

个具侧生双鞭毛的游动孢子（n）。

多室孢子囊：由孢子体上一个细胞多次分裂形成的每一个细胞发育成一个具侧生双鞭毛的游动孢子（2n）。

（3）有性生殖：同配、异配或卵式生殖。

褐藻