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大型藻类的分类及生物学特征大型藻类的分类大型藻类的生物学特征目录一二二大型藻类的生物学特征我国大型藻类的特征、生长和繁殖规律等1.1、海藻的个体(藻体)形态及演化

形态多种多样:球形、椭圆形、圆盘形、卵圆形、多角形、三角形、圆筒形、纤维性、棒形和弓形等等。1、大型海藻的特征类型:单细胞各式群体多细胞体大小:几个微米几米(海带)百米(巨藻)1.1、海藻的个体(藻体)形态及演化

1、大型海藻的特征1.1、海藻的个体(藻体)形态及演化

单细胞----群体-----丝状体----膜状体------枝叶状体丝藻衣藻团藻礁膜巨藻(Macrocystispyrifera(L.)Ag)成熟藻体70-80m,最长500m*单细胞体

单细胞体藻体仅由一个细胞组成,有或无细胞壁,有或无鞭毛,游动或不游动。它们的个体大小、形态、结构等有很大差异。*单细胞体

其中一种类型是单细胞多核管状体,如松藻、羽藻等,尽管它们的外形较大,内部构造已比较复杂,但整个藻体仍然是一个细胞。可能是植物进化中的一个盲支。羽藻(绿藻门松藻目羽藻科)松藻(绿藻门松藻目松藻科)*群体

藻体由许多单细胞的个体聚集而成(各细胞形态构造相同,没有分工),有或无公共的胶质外被,能或不能游动,定形或不定形。包括除褐藻以外9个门的种类。

*群体

胶叶藻Palmophyllumcrassum(Nacc.)Rabenh是由很多细胞被琼胶质包埋所形成的裂片状、扇形叶片状定形群体,叶片上还具有同心纹层;栅列藻Scenedesmussp.是无胶质包埋的定形群体。它们都不能游动,前者固着在潮间带的岩石上,后者在水中浮游。硅藻中的细弱海链藻Thalassiosirasubtilis(Ostenf.)Gran由数目不定的细胞被胶质包埋而成的不定形群体栅列藻Scenedesmus细弱海链藻Thalassiosirasubtilis*多细胞体此类海藻以绿藻门、红藻门和褐藻门的种类为主,少数为蓝藻门的种类。藻体由许多细胞组成,细胞间有或无胞间连丝。根据多细胞体的形成,又将其分为丝状体、膜状体、假膜状体、管状体、枝叶状体等多种形态类型。(1)、丝状体丝状体有单列丝状体、分枝丝状体和异丝体等类型。它们都是由于原始细胞分化不同的结果。*多细胞体(1)、丝状体

单列丝状体:由于原始细胞向一个方向分裂,分裂后的细胞互相连接成一行的最简单的丝状体。

分枝丝状体:在单列丝状体内有的细胞能再向丝体的侧面像形成单列丝体那样分裂而产生的。

异丝体:是一种分枝状丝体,不同的是由原始细胞分化为匍匐和直立的两部分,其直立的丝体是以匍匐的丝体固着的,而不是丝体基部细胞转化而成的单细胞固着器,有的物种匍匐的丝体呈假根状。*多细胞体(2)、膜状体

藻体由自原始细胞向四周各个方向分裂产生的细胞互相连接而成,有单层和多层细胞之分,如绿藻类的石莼,红藻类的紫菜,褐藻类的海带等;*多细胞体(3)、假膜状体

藻体外形如膜状体,但是内部是由多条丝状体组成,如褐藻类的粘膜藻(Leathesia)*多细胞体粘膜藻(Leathesia)(4)、管状体

藻体内部中央无细胞,呈中空状,边缘为一层细胞组成的结构,如浒苔属的一些种类;*多细胞体(5)、枝叶状体藻体大型,外表上具有叶轴形态,有“根”、“茎”、“叶”的分化;内部结构出现有“组织分化”,有表皮细胞、同化作用细胞、髓细胞、导管细胞、黏液细胞等,具有一定生理功能的细胞类群;生殖细胞的产生由藻体上的特殊生殖结构,如生殖窝、果胞等的细胞担任。褐藻门和红藻门中的很多物种都属于这种体型。如马尾藻属、石花菜属中的一些物种。*多细胞体藻类植物通过光合作用产生有机物,是海洋生态系统中的初级生产者;藻类进行光合作用的细胞器就是色素体,它是藻类细胞合成过程最主要的细器(能量转换器);藻类各物种的色素体形态多样,但原核生物的蓝藻门和绿藻门的物种没有形成色素体,只有简单的片层膜分散在细胞质的外缘部分,光合色素附在此膜上,进行光合作用。1.2、海藻的色素体和色素1、大型海藻的特征红藻色素体Larkum,2003不同门藻类具有不同的光合色素,可进行光合作用的都有叶绿素a。1.2、海藻的色素体和色素P180图真核生物中,光合作用的所有反应都在一种特殊的质体——叶绿体中进行。实验证明,离体叶绿体在适宜的介质中,在一定条件下,能完成光合作用的全部过程。所以,叶绿体是一个完整的光合作用细胞器。1.2、海藻的色素体和色素光能的吸收进行光能吸收的功能单位:叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质组成的复合物-色素蛋白复合体。有规律地排列在类囊体膜上。不同门类的海洋藻类含有的色素成分差别较大,所含各类辅助色素含量高于叶绿素;藻体的呈色与所含色素比例相关;所含的色素不同,其光合作用产物及储存部位也不同。1.2、海藻的色素体和色素光合作用效能相对较低的海藻,细胞内只有一个大型的、轴生的、杯状或星状的色素体(如单细胞绿藻、原始红藻和褐藻)较为进化的物种细胞内色素体的数量有所增加,在细胞内的分布转为周生,形状为带状、片状、颗粒状及小盘状32蓝藻没有光合器(色素体或叶绿体)结构,与光合作用有关的色素组分(叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素、蓝藻蓝素及蓝藻红素)附着在细胞的内膜结构上。左-示外部形态(解剖镜)右-示星状叶绿体

红毛菜(荧光显微镜)

*各门藻类的光合器结构和光合色素的比较门光合器(叶绿体或色素体)叶绿素类胡萝卜素类叶黄素类藻胆素abcdαβγ番茄红素ε隐藻门2层叶绿体内质网膜;每2条类囊体形成一束+++++硅甲藻素,甲藻黄素+甲藻门1层叶绿体内质网膜;每3条类囊体形成一束+++硅甲藻素、甲藻黄素、多甲藻素等+某些金藻门2层叶绿体内质网膜;每3条类囊体形成一束+++岩藻黄素、叶黄素等黄藻门同上++新叶黄素等硅藻门同上+++++硅甲藻素、硅黄素、岩藻黄素等褐藻门同上++++岩藻黄素、叶黄素等褐藻的特殊色泽源于胞内叶绿体中含有大量的类胡萝卜素---岩藻黄素门光合器(叶绿体或色素体)叶绿素类胡萝卜素类叶黄素类藻胆素abcdαβγ番茄红素ε裸藻门1层叶绿体内质网膜;每3条类囊体形成一束+++虾青素,叶黄素等绿藻门无叶绿体内质网膜;每2~6条类囊体形成一束++++虾青素、叶黄素、菜黄素等红藻门无叶绿体内质网膜;类囊体单条,不形成束++++蒲公英黄素、叶黄素等+轮藻门同绿藻门+++++蓝藻门无++束丝藻黄素、蓝藻黄素、玉米黄素等+*各门藻类的光合器结构和光合色素的比较大型藻类的分类及生物学特征大型藻类的分类大型藻类的生物学特征目录一二二大型藻类的生物学特征我国大型藻类的特征、生长和繁殖规律等2.1、海洋藻类的生长方式

根据海藻藻体生长点的位置不同,其生长方式可分为以下几种。散生长:藻体的细胞都有分生能力,即生长点的位置不局限与藻体的某一部位。间生长:海带目许多种类的分生组织位于柄部及叶片之间。毛基生长:一些褐藻(酸藻目Desmarestiales和毛头藻目Sporochnales等)生长点位于藻毛(毛状的单列细胞藻丝)的基部。顶端生长:藻体的生长点位于藻体的顶端,如墨角藻目(Fucales)等的种类。表面生长(边缘生长):藻体细胞由表面向周围生长,如网地藻目等的一些种类。2、大型海藻的生长和繁殖规律2.2、海洋藻类的繁殖方式繁殖是生物体生命得以延续的惟一手段,是生物最基本的特征之一。海藻的个体结构虽然简单,但繁殖方式和产生的生殖细胞是多样化的,复杂程度也各不相同,可分为:无性生殖与有性生殖两种类型。2、大型海藻的生长和繁殖规律无性生殖

有性生殖

营养生殖:细胞分裂、藻体断裂、繁殖小枝

孢子生殖

同配生殖

异配生殖

卵配生殖

2、大型海藻的生长和繁殖规律营养繁殖方式:细胞分裂就是个体繁殖,通过体细胞直接分裂产生子一代。藻体断裂藻体的部分细胞不产生生殖细胞,不经有性过程,离开母体后继续生长,直接发展成新的藻体的一种生殖方式繁殖小枝海藻在一定时期藻体上产生特殊形态小枝。在适宜环境下继续生长成与母体相同的新藻体孢子(spore):是藻体体细胞直接或经过有丝分裂、减数分裂产生的无性生殖细胞。过程:进行孢子繁殖时,先是细胞核经过有丝分裂或减数分裂产生子核,在细胞核分裂完毕或核分裂的同时细胞质发生分裂,产生的每个原生质小团包裹一个子核,由此在一个母细胞内形成2的倍数的小细胞,即孢子。对象:一般把产生孢子的藻体叫孢子体(sporophyte),产生孢子的母细胞叫孢子囊(sporangium)。孢子繁殖方式:孢子的类型:

由于各种海藻藻体结构复杂程度不同,产生孢子的方式、过程以及孢子本身的性状等的差异,各种海藻在孢子生殖中所产生的孢子是多样化的。根据孢子能否运动可分为动孢子和不动孢子两类。

孢子繁殖方式:动孢子(zoospore),通常为梨形,具有鞭毛,依靠鞭毛摆动而游动,又称游孢子。游孢子个数和形态多样。游孢子产生之前,由藻体体细胞转化为游孢子囊(sporangium),游孢子囊母细胞经有丝分裂或减数分裂,通常产生16—64个游孢子(绿藻门中的鞘藻属的物种只产生一个游孢子,刚毛藻属的物种能产生数以千计的游孢子)。孢子繁殖方式:绿藻门物种产生的游孢子顶端具有2根、4根或顶生1圈等长的鞭毛;隐藻门和硅藻门的游孢子具有2根等长侧生的鞭毛,在硅藻门内称小孢子。(Schmidt等人认为,这些小孢子是孢子囊母细胞经减数分裂后产生的,相当于配子,但其发育过程尚待研究);甲藻门的游孢子具有2根等长的鞭毛,顶生或侧生;褐藻门的游孢子具有2根不等长侧生的鞭毛,长者在前,短者在后;黄藻门的游孢子具有2根不等长顶生的鞭毛;金藻门中的游孢子具有1根或2根不等长顶生的鞭毛。孢子繁殖方式:游孢子运动能力不同

释放后的孢子在水中自由地运动,游动的持续时间,因物种和环境条件而异。通常多数物种的孢子游动的时间为1—2小时,短者3—4分钟,长者2—3天。孢子在游动期内是没有细胞壁的,只有孢子停止在基质上,在运动停止片刻间,孢子缩回或失去鞭毛,才分泌出一层细胞壁,继而发育成新的幼藻体。孢子繁殖方式:不动孢子(又称静孢子),没有鞭毛,不能游动,具有一定的与母细胞壁有差别的细胞壁。通常被认为一种发育不全的,运动期已经失去的动孢子。不动孢子包括9种:孢子繁殖方式:厚壁孢子似亲孢子复大孢子单孢子内壁孢子四分孢子果孢子内生和外壁孢子异型孢似亲孢子:形态构造上与母细胞相似的不动孢子,是绿球藻目某些科内的海藻唯一的生殖方式。厚壁孢子:有些海藻在生活环境不良时,营养细胞贮存丰富的养料,细胞壁直接增厚,成为厚壁孢子,并可长期休眠,当环境条件好转时,可萌发形成新藻体。这些“孢子”的作用是渡过不良环境,并非繁殖更多的个体。复大孢子:由于硅藻细胞壁构造特殊,细胞分裂一次,细胞的大小就会缩小一些(细胞壁厚度的1/2),连续分裂下去,细胞的大小就会持续缩小。所以,当细胞的大小缩小到一定的程度时,就会产生一种特殊的复大孢子来恢复细胞的大小。孢子繁殖方式:休眠孢子(厚壁孢子):单细胞运动个体在环境不良时脱去鞭毛,原生质收缩,细胞壁外分泌胶质形成。复大孢子:如硅藻,恢复细胞大小硅藻的二氧化硅外壳,放大580倍分裂一次,细胞大小会缩小一些(细胞壁厚度的1/2)当细胞的大小缩小到一定的程度时,就会产生一种特殊的复大孢子来恢复细胞的大小。复大孢子通过两个配子的融合而形成。内生孢子和外生孢子:这是在蓝藻中由于产生孢子的方式不同所产生的不动孢子。

内生孢子,孢子的产生是由藻体细胞发育成一个近圆球状的孢子囊,在孢子囊内由原生质体经多次分裂产生圆球状的孢子。

外生孢子,产生时,由藻体细胞发育成孢子囊,产生孢子时,孢子在孢子囊顶部开口处成熟,成熟的孢子呈念珠状逐个释放。单孢子及多孢子:红藻中某些种类的孢子体能产生单孢子囊,每个孢子囊只产生一个孢子,这种孢子叫单孢子。红藻中还有一些种类能产生多孢子囊,每个孢子囊能产生4个以上的孢子,这种孢子叫多孢子。四分孢子(tetraspore):红藻门物种在无性生殖中产生的主要的孢子类型:由孢子体的营养细胞形成孢子囊母细胞,经减数分裂产生四分孢子囊,其中产生四个孢子,为单倍体(haploid)。它们在形态上完全一样,但在本质上有性的差别,有两个孢子萌发成雄配子体,另两个为雌配子体。四分孢子囊分裂方式有十字形分裂、四面锥形分裂、带形分裂。褐藻门中的网地藻亦能产生四分孢子。果孢子:是在红藻的生活史中由特殊个体——果孢子体(carposporophyte,囊果)所产生的。果孢子体寄生在雌配子体上,果孢子体是由合子经过或不经过减数分裂后的细胞演化而成的,所以,产生的果孢子萌发成的藻体,有配子体也有孢子体。异型胞(heterocyst):是蓝藻特有的一种繁殖细胞。在丝状体蓝藻中,除了颤藻科0scillatoriaceae以外的物种,都能产生比一般的营养细胞大些、具有明显厚壁的细胞,通常是由营养细胞的变态所产生的。异型胞能产生内生抱子,由内生弛子发育成新丝体。

生物体通过产生生殖细胞,由生殖细胞间融合、交配后繁殖子代的一种生殖方式。如果在一定的时间内,生殖细胞之间不能进行适合的融合或没有适合配偶交配,它们就会死亡。2、大型海藻的生长和繁殖规律有性生殖

配子(gamete):一般由海藻的孢子囊经减数分裂产生的孢子萌发成的新藻体称为配子体(gametophyte)。配子体生长发育至一定阶段,藻体的某些细胞即形成配子囊,其中产生数量不等的配子。配子有雌配子和雄配子,游动配子和不动配子。

2、大型海藻的生长和繁殖规律有性生殖根据形成合子的配子的情况,将有性生殖分为3种类型:同配生殖(isogamy):异配生殖(anisogamy):卵式生殖(oogamy):

2、大型海藻的生长和繁殖规律有性生殖同配生殖(isogamy):形态和大小都相同的雌雄配子结合成合子的生殖方式,最原始的有性生殖。异配生殖(anisogamy):形态相似而大小不同的雌雄配子结合成合子的生殖方式。小的为雄配子,大的为雌配子。2、大型海藻的生长和繁殖规律有性生殖卵式生殖(oogamy):形态、大小都不相同的雌雄配子结合成合子的生殖方式。雌配子大而雄配子小,雄配子有鞭毛、能运动,雌配子无鞭毛,不能运动。雌配子又叫卵,雄配子又叫精子。有性生殖中最高级的类型。2、大型海藻的生长和繁殖规律有性生殖大型藻类的分类及生物学特征大型藻类的分类大型藻类的生物学特征目录一二二大型藻类的生物学特征我国大型藻类的特征、生长和繁殖规律等生活史:

是指任何一个有生命的个体从其获得生命开始直至生命结束(死亡)的这一整个历史,包含了生物个体发育变化的全过程(生活环)。海藻作为海洋中主要的初级生者,它们分布在不同的生态环境,各有其独有的生活习性。因此,海藻的生活史是多样化的。2.3、海洋藻类的生活史2、大型海藻的生长和繁殖规律蓝藻门中的物种和单细胞原绿藻Prochloyonsp.都是原核生物。它们没有有性生殖,只有简单的细胞分裂繁殖。因此,它们的生活史是最简单的。

具有有性生殖能力的海藻的生活史较为复杂,其生活史中发生了质的变化,出现了藻体细胞核相交替,产生了细胞核相不同的单倍体(配子体)和双倍体(孢子体)藻体。这两种核相不同的藻体在生活史中有规律地互相交替出现的现象称为世代交替。2.3、海洋藻类的生活史2、大型海藻的生长和繁殖规律依据生活史中有几种类型的海藻个体、体细胞为单倍体或二倍染色体,以及有无世代交替,将具有有性生殖的还在的生活史划分为3种基本类型和5种生活史类型。1.单世代型生活史

1)单世代单倍体型(Hh)2)单世代二倍体型(Hd)2.二世代型生活史

1)等世代型--同型世代交替(Di,h+d)2)不等世代型—异型世代交替(Dh,h+d)3.三世代型生活史2.3、海洋藻类的生活史2、大型海藻的生长和繁殖规律1.单世代型生活史1)单世代单倍体型(Hh)

具有这种类型生活史的物种,其藻体细胞是单倍体(n),有性生殖时,体细胞直接转化成生殖细胞,仅在合子期为双倍体(2n),合子萌发前经减数分裂,产生新的单倍体藻体(n),生活史只有核相交替而没有世代交替,如衣藻(Chlamydomonassp.)的生活史。2.3、海洋藻类的生活史2、大型海藻的生长和繁殖规律1.单世代型生活史2)单世代二倍体型(Hd)具有这种类型生活史的物种,其藻体细胞是双倍体(2n),有性生殖时,藻体细胞经减数分裂后,产生生殖细胞(n),合子不再进行减数分裂,直接发育成新的双倍体(2n)藻体。在生活史中同样只有核相交替而没有世代交替,如马尾藻Sargassumsp.的生活史。鹿角菜、松藻、羽藻等2.3、海洋藻类的生活史2、大型海藻的生长和繁殖规律2.二世代型生活史1)等世代型--同型世代交替(Di,h+d)具有这种生活史的海藻,在其生活史中出现有两种个体形态、大小、显著性完全相同(在外形上无法区分),都能独立生活的藻体(孢子体(2n),配子体(n))交替出现,即多细胞二倍体世代和多细胞单倍体世代的交替。石莼、浒苔、水云、大多数红藻。2.3、海洋藻类的生活史2、大型海藻的生长和繁殖规律2.二世代型生活史

2)不等世代型—异型世代交替(Dh,h+d)

在生活史中出现的孢子体和配子体两者在外形上有明显的差别。一种是孢子体大于配子体;另一种是配子体大于孢子体。孢子体大于配子体:海带

配子体大于孢子体:紫菜、囊礁膜2.3、海洋藻类的生活史2、大型海藻的生长和繁殖规律大型藻类的分类及生物学特征大型藻类的分类大型藻类的生物学特征目录一二二大型藻类的生物学特征我国大型藻类的特征、生长和繁殖规律等

生活在海洋中的藻类,其生长繁殖往往受到海水中许多生态因子的影响,其中与海藻的生长、生殖与分布密切相关的因子有光照、温度、盐度、酸碱度、无机盐、潮汐、波浪和生长基质。2.4、海洋藻类的生态因子2、大型海藻的生长和繁殖规律

1、光light(1)光强:礁膜适宜10000-15000lx,小球藻适宜3000-4000lx,海带配子体适宜1000-3000lx,孢子体为2000-5000lx。(2)光质:绿藻吸收红色和蓝紫色光,红藻善于吸收绿色部分,褐藻善于吸收蓝、绿部分。(3)光周期:海带配子的放散出藻体成熟度外,还决定于放散前所处于黑暗与光照时间的长短。

光在水中的变化:随着水深的增加,光强呈指数下降,长波长的光的比例越来越少,而短波长的光的比例越来越大,从而形成了藻类的垂直分布。2.4、海洋藻类的生态因子2、大型海藻的生长和繁殖规律

2、温度temperature适应温度范围:藻类能忍受的温度范围。适宜温度范围:生长的温度范围。最适温度范围:生长和繁殖的最佳温度范围。水温影响海藻的生长、发育(如海藻孢子的萌发)。2.4、海洋藻类的生态因子2、大型海藻的生长和繁殖规律

3、盐度salinity不同藻类对盐度的要求不同,对盐度要求严格,适宜范围较窄称狭盐种类,反之成为广盐种类。一般地,生长在潮间带、河口或内湾的藻类为广盐种类,而生长在深水中或外海的种类为狭盐种类。2.4、海洋藻类的生态因子2、大型海藻的生长和繁殖规律

4、PH

海洋中的PH值变化不大,一般在7.8-8.5,略偏碱性,但在内湾浅水中变化较大,在夏天的大潮期间,PH值可升至10以上,所以生活在内湾的一些藻,对PH的变化适应能力比较强。5、无机盐类mineralsalt生活在海洋中的藻类,必须直接吸收溶解在水中的无机盐类,如氮、磷、钾、镁、钙、铁、铜、锰、硼、碘等。除了海水中本身含有的、从陆地流入海洋的以外,动植物试题分解产生也是一个主要来源。6、潮汐、波浪、海流、底质、混浊度也对藻类产生重要影响。2.4、海洋藻类的生态因子2、大型海藻的生长和繁殖规律大型藻类的分类及生物学特征大型藻类的分类大型藻类的生物学特征目录一二一大型藻类的分类我国大型藻类的主要类型91什么是海藻?

是指生活在海洋中的一群最简单、最古老的低等植物,具有叶绿素a,能进行光合作用,营自养生活,没有真正的根、茎、叶分化的,具有简单生殖结构的无维管束、无胚的植物。海藻的分类依据

传统的藻类分类:以藻类的形态、结构、鞭毛、色素、储存物、繁殖方式、生活史等为依据;现代更新的分类:生物的遗传特征也被作为分类的参考依据;中国藻类学者分类依据:不同藻类所含的不同色素及其与色素相关的光合作用的产物都象征着藻类进化的不同方向,因此作为藻类分门的重要依据之一。系统发育:指植物类群起源和演化的历史。94海藻的生物学分类《中国藻类志》将其分为11门:蓝藻门Cyanobacteria红藻门Rhodophyta隐藻门Cryptophyta甲藻门Pyrrophyta金藻门Chrysophyta黄藻门Xanthophyta硅藻门Bacillariophyta褐藻门Phaeophyta裸藻门Euglenophyta绿藻门Chlorophyta轮藻门Charophyta。海藻生长在海洋中的藻类有:

褐藻、甲藻、金藻、硅藻、绿藻等。多数海洋藻类是其他海洋生物的基本食物来源。海藻一般生有类似根的器官,将其固定在岩石上,有结构简单的叶片状体,质地柔软。

1、根据生活方式分类海洋藻类不仅形态构造各异,它们的生活方式也多种多样,其生活方式可分为5个类型:浮游生活型:如隐藻、甲藻、金藻、硅藻、黄藻、裸藻和绿藻附生生活型:如蓝藻、绿藻、红藻和褐藻漂流生活型:如马尾藻固着生活型:如石蒓、紫菜属共生和寄生型:如虫黄藻2、根据生命周期分类根据海洋藻类整个生命周期中繁殖后代的次数及其生命周期经历的时间和过程来划分,可将它们分为下列4种类型:一年生指藻体生命周期短于1年多年生指藻体生命周期超过两年丝状体过渡型成熟的藻体产生孢子,并萌发为丝状体,以丝状体度过炎热夏季或严寒冬季,后当环境条件适宜时萌发长成新藻体休眠过渡型生殖过程中产生的合子能渡过不良环境,当环境条件适宜时再萌发长成新藻体3、根据地理分布区域分类海洋藻类的地理分布是指某个海藻类别在海洋中的分布范围,这个分布范围与其生态适应性密切相关。分布的广泛程度可反映其对环境变化有较强的适应能力。热带性海藻:如法囊藻温带性海藻:石花菜寒带性海藻:如酸藻

海洋大型藻类的温度带划分:100100绿藻Chlorophyta礁膜、石莼、海葡萄红藻

Phodophyta紫菜石花菜江蓠麒麟菜褐藻

Phaeophyta裙带菜、海带、羊栖菜大型经济海藻品种101分布于热带、亚热带。我国东海、南海的沿海内湾分布广泛;含有较多的碳水化合物、维生素、氨基酸、多种矿物质清热解毒、降低胆固醇;很有开发潜力的海洋药物资源。Monostroma

礁膜102印度洋、太平洋、大西洋、红海。我国东海、南海分布多、黄海、渤海稀少;维生素、有机酸、矿物质、麦角固醇(维生素D2生产的主要原料);药用海藻用于喉炎、颈淋巴结肿、水肿、瘿瘤等病症Ulva石莼103原产于东南亚、日本冲绳、大洋洲热带及亚热带等海域。富含矿质元素,具备美容强身的功效具备抵御细菌与真菌的特性常被用于治疗高血压与风湿症Caulerpalentillifera海葡萄104广泛分布于寒带至亚热带。我国东海北部和黄渤海沿岸;坛子菜北方,条斑紫菜南方;蛋白质含量高(大于鸡蛋),含所有的维生素,含矿物质和琼胶;富含EPA和DHA,可以预防人体衰老;所含的多糖能提高机体免疫力;含有大量可降低胆固醇的牛磺酸,有利于保护肝脏;含有丰富的胆碱:增强人的记忆、防止记忆衰退;我国紫菜增养殖历史已有几百年。104Porphyra

紫菜105太平洋沿岸,大西洋及印度洋部分地区。我国沿海及岛屿较丰富;丰富的矿物质;多种维生素;防治高血压、高血脂;提炼琼脂的主要原料。Gelidium石花菜

江蓠Gracilaria106广泛分布于世界各地。我国从北到南均有分布;富含琼胶,制造琼胶原料;药用,治疗内热痰结、瘿瘤结气、小便不利等;工厂化养鲍饲料。多年生海藻,分布于热带和亚热带海区。我国仅在台湾、海南及南海诸岛。含有大量卡拉胶、多糖及黏液质。凝集素(ESA)具抗肿瘤活性水解硫酸多糖有抑菌活性k-卡拉胶水解寡糖可有效抑制小鼠恶性肿瘤形成Eucheuma麒麟菜108美洲大陆、东南亚,北欧,中国,韩国,日本。我国主要辽宁占95%以上;富含矿物质;含有抗癌作用的维生素A;褐藻酸和和岩藻固醇能降低血液中的胆固醇。Undaria裙带菜109

北太平洋西部特有物种。我国北起辽东半岛,南至广东雷州半岛;含有丰富的蛋白质、糖类、生物钙以及各种维生素;含有丰富的褐藻胶、甘露醇、碘(工业原料);国外誉为“长寿菜”。Sargassumfusiforme

羊栖菜110我国的黄海,渤海,东海营养价值很高:粗蛋白、糖、钙、铁含碘量很高,防治甲状腺肿大工业:提取钾盐、褐藻胶和甘露醇,还可作医疗用品。Laminaria

海带大型藻类的分类及生物学特征大型藻类的分类大型藻类的生物学特征目录一二二大型藻类的生物学特征我国大型藻类的特征、生长和繁殖规律等1.1、海藻的个体(藻体)形态及演化

形态多种多样:球形、椭圆形、圆盘形、卵圆形、多角形、三角形、圆筒形、纤维性、棒形和弓形等等。1、大型海藻的特征类型:单细胞各式群体多细胞体大小:几个微米几米(海带)百米(巨藻)1.1、海藻的个体(藻体)形态及演化

1、大型海藻的特征1.1、海藻的个体(藻体)形态及演化

单细胞----群体-----丝状体----膜状体------枝叶状体丝藻衣藻团藻礁膜巨藻(Macrocystispyrifera(L.)Ag)成熟藻体70-80m,最长500m*单细胞体

单细胞体藻体仅由一个细胞组成,有或无细胞壁,有或无鞭毛,游动或不游动。它们的个体大小、形态、结构等有很大差异。*单细胞体

其中一种类型是单细胞多核管状体,如松藻、羽藻等,尽管它们的外形较大,内部构造已比较复杂,但整个藻体仍然是一个细胞。可能是植物进化中的一个盲支。羽藻(绿藻门松藻目羽藻科)松藻(绿藻门松藻目松藻科)*群体

藻体由许多单细胞的个体聚集而成(各细胞形态构造相同,没有分工),有或无公共的胶质外被,能或不能游动,定形或不定形。包括除褐藻以外9个门的种类。

*群体

胶叶藻Palmophyllumcrassum(Nacc.)Rabenh是由很多细胞被琼胶质包埋所形成的裂片状、扇形叶片状定形群体,叶片上还具有同心纹层;栅列藻Scenedesmussp.是无胶质包埋的定形群体。它们都不能游动,前者固着在潮间带的岩石上,后者在水中浮游。硅藻中的细弱海链藻Thalassiosirasubtilis(Ostenf.)Gran由数目不定的细胞被胶质包埋而成的不定形群体栅列藻Scenedesmus细弱海链藻Thalassiosirasubtilis*多细胞体此类海藻以绿藻门、红藻门和褐藻门的种类为主,少数为蓝藻门的种类。藻体由许多细胞组成,细胞间有或无胞间连丝。根据多细胞体的形成,又将其分为丝状体、膜状体、假膜状体、管状体、枝叶状体等多种形态类型。(1)、丝状体丝状体有单列丝状体、分枝丝状体和异丝体等类型。它们都是由于原始细胞分化不同的结果。*多细胞体(1)、丝状体

单列丝状体:由于原始细胞向一个方向分裂,分裂后的细胞互相连接成一行的最简单的丝状体。

分枝丝状体:在单列丝状体内有的细胞能再向丝体的侧面像形成单列丝体那样分裂而产生的。

异丝体:是一种分枝状丝体,不同的是由原始细胞分化为匍匐和直立的两部分,其直立的丝体是以匍匐的丝体固着的,而不是丝体基部细胞转化而成的单细胞固着器,有的物种匍匐的丝体呈假根状。*多细胞体(2)、膜状体

藻体由自原始细胞向四周各个方向分裂产生的细胞互相连接而成,有单层和多层细胞之分,如绿藻类的石莼,红藻类的紫菜,褐藻类的海带等;*多细胞体(3)、假膜状体

藻体外形如膜状体,但是内部是由多条丝状体组成,如褐藻类的粘膜藻(Leathesia)*多细胞体粘膜藻(Leathesia)(4)、管状体

藻体内部中央无细胞,呈中空状,边缘为一层细胞组成的结构,如浒苔属的一些种类;*多细胞体(5)、枝叶状体藻体大型,外表上具有叶轴形态,有“根”、“茎”、“叶”的分化;内部结构出现有“组织分化”,有表皮细胞、同化作用细胞、髓细胞、导管细胞、黏液细胞等,具有一定生理功能的细胞类群;生殖细胞的产生由藻体上的特殊生殖结构,如生殖窝、果胞等的细胞担任。褐藻门和红藻门中的很多物种都属于这种体型。如马尾藻属、石花菜属中的一些物种。*多细胞体藻类植物通过光合作用产生有机物,是海洋生态系统中的初级生产者;藻类进行光合作用的细胞器就是色素体,它是藻类细胞合成过程最主要的细器(能量转换器);藻类各物种的色素体形态多样,但原核生物的蓝藻门和绿藻门的物种没有形成色素体,只有简单的片层膜分散在细胞质的外缘部分,光合色素附在此膜上,进行光合作用。1.2、海藻的色素体和色素1、大型海藻的特征红藻色素体Larkum,2003不同门藻类具有不同的光合色素,可进行光合作用的都有叶绿素a。1.2、海藻的色素体和色素P180图真核生物中,光合作用的所有反应都在一种特殊的质体——叶绿体中进行。实验证明,离体叶绿体在适宜的介质中,在一定条件下,能完成光合作用的全部过程。所以,叶绿体是一个完整的光合作用细胞器。1.2、海藻的色素体和色素光能的吸收进行光能吸收的功能单位:叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质组成的复合物-色素蛋白复合体。有规律地排列在类囊体膜上。不同门类的海洋藻类含有的色素成分差别较大,所含各类辅助色素含量高于叶绿素;藻体的呈色与所含色素比例相关;所含的色素不同,其光合作用产物及储存部位也不同。1.2、海藻的色素体和色素光合作用效能相对较低的海藻,细胞内只有一个大型的、轴生的、杯状或星状的色素体(如单细胞绿藻、原始红藻和褐藻)较为进化的物种细胞内色素体的数量有所增加,在细胞内的分布转为周生,形状为带状、片状、颗粒状及小盘状142蓝藻没有光合器(色素体或叶绿体)结构,与光合作用有关的色素组分(叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素、蓝藻蓝素及蓝藻红素)附着在细胞的内膜结构上。左-示外部形态(解剖镜)右-示星状叶绿体

红毛菜(荧光显微镜)

*各门藻类的光合器结构和光合色素的比较门光合器(叶绿体或色素体)叶绿素类胡萝卜素类叶黄素类藻胆素abcdαβγ番茄红素ε隐藻门2层叶绿体内质网膜;每2条类囊体形成一束+++++硅甲藻素,甲藻黄素+甲藻门1层叶绿体内质网膜;每3条类囊体形成一束+++硅甲藻素、甲藻黄素、多甲藻素等+某些金藻门2层叶绿体内质网膜;每3条类囊体形成一束+++岩藻黄素、叶黄素等黄藻门同上++新叶黄素等硅藻门同上+++++硅甲藻素、硅黄素、岩藻黄素等褐藻门同上++++岩藻黄素、叶黄素等褐藻的特殊色泽源于胞内叶绿体中含有大量的类胡萝卜素---岩藻黄素门光合器(叶绿体或色素体)叶绿素类胡萝卜素类叶黄素类藻胆素abcdαβγ番茄红素ε裸藻门1层叶绿体内质网膜;每3条类囊体形成一束+++虾青素,叶黄素等绿藻门无叶绿体内质网膜;每2~6条类囊体形成一束++++虾青素、叶黄素、菜黄素等红藻门无叶绿体内质网膜;类囊体单条,不形成束++++蒲公英黄素、叶黄素等+轮藻门同绿藻门+++++蓝藻门无++束丝藻黄素、蓝藻黄素、玉米黄素等+*各门藻类的光合器结构和光合色素的比较大型藻类的分类及生物学特征大型藻类的分类大型藻类的生物学特征目录一二二大型藻类的生物学特征我国大型藻类的特征、生长和繁殖规律等2.1、海洋藻类的生长方式

根据海藻藻体生长点的位置不同,其生长方式可分为以下几种。散生长:藻体的细胞都有分生能力,即生长点的位置不局限与藻体的某一部位。间生长:海带目许多种类的分生组织位于柄部及叶片之间。毛基生长:一些褐藻(酸藻目Desmarestiales和毛头藻目Sporochnales等)生长点位于藻毛(毛状的单列细胞藻丝)的基部。顶端生长:藻体的生长点位于藻体的顶端,如墨角藻目(Fucales)等的种类。表面生长(边缘生长):藻体细胞由表面向周围生长,如网地藻目等的一些种类。2、大型海藻的生长和繁殖规律2.2、海洋藻类的繁殖方式繁殖是生物体生命得以延续的惟一手段,是生物最基本的特征之一。海藻的个体结构虽然简单,但繁殖方式和产生的生殖细胞是多样化的,复杂程度也各不相同,可分为:无性生殖与有性生殖两种类型。2、大型海藻的生长和繁殖规律无性生殖

有性生殖

营养生殖:细胞分裂、藻体断裂、繁殖小枝

孢子生殖

同配生殖

异配生殖

卵配生殖

2、大型海藻的生长和繁殖规律营养繁殖方式:细胞分裂就是个体繁殖,通过体细胞直接分裂产生子一代。藻体断裂藻体的部分细胞不产生生殖细胞,不经有性过程,离开母体后继续生长,直接发展成新的藻体的一种生殖方式繁殖小枝海藻在一定时期藻体上产生特殊形态小枝。在适宜环境下继续生长成与母体相同的新藻体孢子(spore):是藻体体细胞直接或经过有丝分裂、减数分裂产生的无性生殖细胞。过程:进行孢子繁殖时,先是细胞核经过有丝分裂或减数分裂产生子核,在细胞核分裂完毕或核分裂的同时细胞质发生分裂,产生的每个原生质小团包裹一个子核,由此在一个母细胞内形成2的倍数的小细胞,即孢子。对象:一般把产生孢子的藻体叫孢子体(sporophyte),产生孢子的母细胞叫孢子囊(sporangium)。孢子繁殖方式:孢子的类型:

由于各种海藻藻体结构复杂程度不同,产生孢子的方式、过程以及孢子本身的性状等的差异,各种海藻在孢子生殖中所产生的孢子是多样化的。根据孢子能否运动可分为动孢子和不动孢子两类。

孢子繁殖方式:动孢子(zoospore),通常为梨形,具有鞭毛,依靠鞭毛摆动而游动,又称游孢子。游孢子个数和形态多样。游孢子产生之前,由藻体体细胞转化为游孢子囊(sporangium),游孢子囊母细胞经有丝分裂或减数分裂,通常产生16—64个游孢子(绿藻门中的鞘藻属的物种只产生一个游孢子,刚毛藻属的物种能产生数以千计的游孢子)。孢子繁殖方式:绿藻门物种产生的游孢子顶端具有2根、4根或顶生1圈等长的鞭毛;隐藻门和硅藻门的游孢子具有2根等长侧生的鞭毛,在硅藻门内称小孢子。(Schmidt等人认为,这些小孢子是孢子囊母细胞经减数分裂后产生的,相当于配子,但其发育过程尚待研究);甲藻门的游孢子具有2根等长的鞭毛,顶生或侧生;褐藻门的游孢子具有2根不等长侧生的鞭毛,长者在前,短者在后;黄藻门的游孢子具有2根不等长顶生的鞭毛;金藻门中的游孢子具有1根或2根不等长顶生的鞭毛。孢子繁殖方式:游孢子运动能力不同

释放后的孢子在水中自由地运动,游动的持续时间,因物种和环境条件而异。通常多数物种的孢子游动的时间为1—2小时,短者3—4分钟,长者2—3天。孢子在游动期内是没有细胞壁的,只有孢子停止在基质上,在运动停止片刻间,孢子缩回或失去鞭毛,才分泌出一层细胞壁,继而发育成新的幼藻体。孢子繁殖方式:不动孢子(又称静孢子),没有鞭毛,不能游动,具有一定的与母细胞壁有差别的细胞壁。通常被认为一种发育不全的,运动期已经失去的动孢子。不动孢子包括9种:孢子繁殖方式:厚壁孢子似亲孢子复大孢子单孢子内壁孢子四分孢子果孢子内生和外壁孢子异型孢似亲孢子:形态构造上与母细胞相似的不动孢子,是绿球藻目某些科内的海藻唯一的生殖方式。厚壁孢子:有些海藻在生活环境不良时,营养细胞贮存丰富的养料,细胞壁直接增厚,成为厚壁孢子,并可长期休眠,当环境条件好转时,可萌发形成新藻体。这些“孢子”的作用是渡过不良环境,并非繁殖更多的个体。复大孢子:由于硅藻细胞壁构造特殊,细胞分裂一次,细胞的大小就会缩小一些(细胞壁厚度的1/2),连续分裂下去,细胞的大小就会持续缩小。所以,当细胞的大小缩小到一定的程度时,就会产生一种特殊的复大孢子来恢复细胞的大小。孢子繁殖方式:休眠孢子(厚壁孢子):单细胞运动个体在环境不良时脱去鞭毛,原生质收缩,细胞壁外分泌胶质形成。复大孢子:如硅藻,恢复细胞大小硅藻的二氧化硅外壳,放大580倍分裂一次,细胞大小会缩小一些(细胞壁厚度的1/2)当细胞的大小缩小到一定的程度时,就会产生一种特殊的复大孢子来恢复细胞的大小。复大孢子通过两个配子的融合而形成。内生孢子和外生孢子:这是在蓝藻中由于产生孢子的方式不同所产生的不动孢子。

内生孢子,孢子的产生是由藻体细胞发育成一个近圆球状的孢子囊,在孢子囊内由原生质体经多次分裂产生圆球状的孢子。

外生孢子,产生时,由藻体细胞发育成孢子囊,产生孢子时,孢子在孢子囊顶部开口处成熟,成熟的孢子呈念珠状逐个释放。单孢子及多孢子:红藻中某些种类的孢子体能产生单孢子囊,每个孢子囊只产生一个孢子,这种孢子叫单孢子。红藻中还有一些种类能产生多孢子囊,每个孢子囊能产生4个以上的孢子,这种孢子叫多孢子。四分孢子(tetraspore):红藻门物种在无性生殖中产生的主要的孢子类型:由孢子体的营养细胞形成孢子囊母细胞,经减数分裂产生四分孢子囊,其中产生四个孢子,为单倍体(haploid)。它们在形态上完全一样,但在本质上有性的差别,有两个孢子萌发成雄配子体,另两个为雌配子体。四分孢子囊分裂方式有十字形分裂、四面锥形分裂、带形分裂。褐藻门中的网地藻亦能产生四分孢子。果孢子:是在红藻的生活史中由特殊个体——果孢子体(carposporophyte,囊果)所产生的。果孢子体寄生在雌配子体上,果孢子体是由合子经过或不经过减数分裂后的细胞演化而成的,所以,产生的果孢子萌发成的藻体,有配子体也有孢子体。异型胞(heterocyst):是蓝藻特有的一种繁殖细胞。在丝状体蓝藻中,除了颤藻科0scillatoriaceae以外的物种,都能产生比一般的营养细胞大些、具有明显厚壁的细胞,通常是由营养细胞的变态所产生的。异型胞能产生内生抱子,由内生弛子发育成新丝体。

生物体通过产生生殖细胞,由生殖细胞间融合、交配后繁殖子代的一种生殖方式。如果在一定的时间内,生殖细胞之间不能进行适合的融合或没有适合配偶交配,它们就会死亡。2、大型海藻的生长和繁殖规律有性生殖

配子(gamete):一般由海藻的孢子囊经减数分裂产生的孢子萌发成的新藻体称为配子体(gametophyte)。配子体生长发育至一定阶段,藻体的某些细胞即形成配子囊,其中产生数量不等的配子。配子有雌配子和雄配子,游动配子和不动配子。

2、大型海藻的生长和繁殖规律有性生殖根据形成合子的配子的情况,将有性生殖分为3种类型:同配生殖(isogamy):异配生殖(anisogamy):卵式生殖(oogamy):

2、大型海藻的生长和繁殖规律有性生殖同配生殖(isogamy):形态和大小都相同的雌雄配子结合成合子的生殖方式,最原始的有性生殖。异配生殖(anisogamy):形态相似而大小不同的雌雄配子结合成合子的生殖方式。小的为雄配子,大的为雌配子。2、大型海藻的生长和繁殖规律有性生殖卵式生殖(oogamy):形态、大小都不相同的雌雄配子结合成合子的生殖方式。雌配子大而雄配子小,雄配子有鞭毛、能运动,雌配子无鞭毛,不能运动。雌配子又叫卵,雄配子又叫精子。有性生殖中最高级的类型。2、大型海藻的生长和繁殖规律有性生殖大型藻类的分类及生物学特征大型藻类的分类大型藻类的生物学特征目录一二二大型藻类的生物学特征我国大型藻类的特征、生长和繁殖规律等生活史:

是指任何一个有生命的个体从其获得生命开始直至生命结束(死亡)的这一整个历史,包含了生物个体发育变化的全过程(生活环)。海藻作为海洋中主要的初级生者,它们分布在不同的生态环境,各有其独有的生活习性。因此,海藻的生活史是多样化的。2.3、海洋藻类的生活史2、大型海藻的生长和繁殖规律蓝藻门中的物种和单细胞原绿藻Prochloyonsp.都是原核生物。它们没有有性生殖,只有简单的细胞分裂繁殖。因此,它们的生活史是最简单的。

具有有性生殖能力的海藻的生活史较为复杂,其生活史中发生了质的变化,出现了藻体细胞核相交替,产生了细胞核相不同的单倍体(配子体)和双倍体(孢子体)藻体。这两种核相不同的藻体在生活史中有规律地互相交替出现的现象称为世代交替。2.3、海洋藻类的生活史2、大型海藻的生长和繁殖规律依据生活史中有几种类型的海藻个体、体细胞为单倍体或

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