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1、第一章 藻类植物（Algae）基本知识体系 本章内容为常见藻类植物门（蓝藻门、绿藻门、红藻门、褐藻门）的特征、分布、繁殖、生活史及代表物和经济价值重点和难点重点：在于各门及各代表物的特征、难点：理解各种代表物的繁殖和生活史基本要求 了解各代表物的分布、经济价值；理解各代表物的繁殖、生活史；熟练掌握各代表物的特征。1.藻类植物概述藻类植物是植物界中一群最原始的低等类群。它们的基本构造和功能与高等植物有着本质差别，在植物学上常把藻类植物称为原植体植物(thallophytes)。藻类植物体的类型多种多样，但它们具有许多共同特征。1.1主要特征藻类植物体构造简单，没有真正的根、茎、叶的分化。多为单细
2、胞、多细胞群体、丝状体、叶状体和枝状体等，仅少数具有组织分化和类似根、茎、叶的构造。常见单细胞的如小球藻、衣藻、原球藻等；多细胞呈丝状的如水绵、刚毛藻等；多细胞呈叶状的如海带、昆布等，多细胞呈树枝状的如马尾藻、海篙子、石花菜等。藻类的植物体通常较小，小者只有几个m，在显微镜下方可看出它们的形态构造，但也有较大的，如生长在太平洋中的巨藻，长可达60m以上。藻类植物的细胞内具有和高等植物一样的叶绿素、胡萝卜素、叶黄素，此外还含有其他色素如藻蓝素、藻红素、藻褐色等，因此，不同种类的藻体呈现不同的颜色。由于藻类含有叶绿素等光合色素，能进行光合作用，是自养方式，故称自养植物(autotrophic pl
3、ant)。各种藻类通过光合作用制造的养分，以及所贮藏的营养物质是不同的，如蓝藻贮存的是蓝藻淀粉、蛋白质粒；绿藻贮存的是淀粉、脂肪；褐藻贮存的是褐藻淀粉、甘露醇；红藻贮存的是红藻淀粉等。1.2繁殖方式藻类生殖一般分为有性和无性两种。无性生殖产生孢子(spore)产生孢子的一种囊状结构的细胞叫孢子囊(sporangium)。孢子不需结合，一个孢子可长成一个新个体。有性生殖产生配子(gamete)产生配子的一种囊状结构细胞叫配子囊(gametangium)。在一般情况下，配子必须结合成为合子(zygote)，由合子萌发长成新个体，或由合子产生孢子长成新个体。根据结合的两个配子的大小、形状、行为又分为
4、同配、异配和卵配。同配相结合的两个配子的大小、形状、行为完全相同；异配指相结合的两个配子的形状一样，但大小和行为有些不同，大的不太活泼，叫雌配子，小的比较活泼，叫雄配子；卵配指相接合的两个配子的大小、形状、行为都不相同，大的圆球形，不能游动，特称为卵，小的具鞭毛，很活泼，特称为精子。卵和精子的结合叫受精，受精卵即形成合子。合子不在性器官内发育为多细胞的胚，而是直接形成新个体，故藻类植物是无胚植物。 1.3生境与分布藻类植物约有3万种，广布于全世界。大多数生活于淡水或海水中，少数生活于潮湿的土壤、树皮、石头、和花盆壁上。在水中生活的藻类，有的浮游于水中，也有的固着于水中岩石上或附着于其他植物体上
5、。有些海藻可在100m深的海底生活，也有些藻类能在零下数十度的南、北极或终年积雪的高山上生活，有些蓝藻能在高达85C的温泉中生活。有的藻类能与真菌共生，形成共生复合体，如地衣。 根据藻类细胞内所含不同的色素、不同的贮藏物、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、细胞壁成分等方面的差异，一般将藻类分为八个门。这里仅就与药用以及分类系统上关系较大的蓝藻门、绿藻门、红藻门和褐藻门等简介如下。 2. 蓝藻门 Cyanophyta从古生物资料看，大约在3533亿年前，地球上就出现了蓝藻，到寒武纪时，蓝藻特别繁盛，称蓝藻时期。2.1主要特征1、是一类原始的低等植物，由单细胞或由许多细胞
6、组成的群体或丝状体，2、细胞内无真正的细胞核或没有定形的核，在细胞原生质中央含有核质，叫中央质(centroplasm)，又叫中央体(centralbody)。核质无核膜和核仁的结构，但有核的功能，其中含有核物质(DNA)，在电镜下可以见到呈颗粒状或纤维细网状。此类细胞叫原核细胞，由原核细胞形成的生物叫原核生物。现在生存的原核生物主要包括细菌（真细菌）、放线菌、古细菌、蓝藻和原绿藻等。电子显微镜下蓝藻细胞构造示意图 1胶质鞘 2类脂颗粒 3细胞壁4质膜 5核糖体 6原始核7光合作用片层 8糖原颗粒3、蓝藻细胞也无质体，色素分散在中央质周围的原生质中，叫周质(periplasm)，又叫色素质(c
7、hromatoplasm)，其中含有光合色素，但无叶绿体。蓝藻的光合色素主要是叶绿素、胡萝卜素和藻蓝素，此外，还含有藻黄素和藻红素，因此藻体多呈蓝绿色，稀呈红色。4、光合作用的贮藏营养物质是蓝藻淀粉和蓝藻颗粒体。5、细胞壁是由三到四层构成。绝大多数蓝藻的细胞壁外面都有一层胶质，叫做胶质鞘，其成分为果胶酸和粘多糖。胶质鞘无色，有的因含有非光合作用的色素而呈红、蓝、棕等色。6、在一些蓝藻的藻丝上常含有特殊细胞异形胞（由营养细胞在一定条件下分化形成，但比营养细胞大，壁更厚，主要功能是进行营养繁殖和固氮。）7、在进化上比具有真核的细胞原始，因此蓝藻在植物进化系统研究上有着极其重要的地位。2.2繁殖方式
8、蓝藻的繁殖主要靠细胞的直接分裂，简单、原始，故称裂殖藻。没有有性繁殖。1、单细胞类型：细胞分裂后，子细胞立即分离，形成新的单细胞；2、群体类型：细胞反复分裂后，子细胞不分离，形成多细胞群体，群体破裂形成多个子群体；3、丝状体类型：以形成藻殖段的方式繁殖。藻殖段是由于丝状体中某些细胞死亡或形成异形胞或在两个营养细胞间形成双凹形隔离盘，以及机械作用等将丝状体分裂成若干小段，每小段各自长大成新个体。其中一段称藻殖段。少数蓝藻还可产生某种孢子进行无性繁殖。4、少数蓝藻还可产生某种孢子进行无性繁殖。2.3生境与分布蓝藻约有150属，1500种，分布很广，但仍以生活在水中的为多，且淡水中的多，海水中的少；
9、此外在潮湿的土壤中、岩石上、树干上也常见，温泉中也有；还可与真菌共生成地衣。2.4代表植物经济价值1、念珠藻（Nostoc commune Vauch俗称地木耳、医学上称葛仙米）属于念珠藻科，植物体由许多圆球形细胞组成不分枝的单列丝状体，形如念珠状（如下图）。丝状体外面有一个共同的胶质鞘，形成片状或团块状的胶质体。在丝状体上相隔一定距离产生一个异形胞，异形胞壁厚，与营养细胞相连的内壁为球状加厚，叫做节球。在两个异形胞之间，或由于丝状体中某些细胞的死亡，将丝状体分成许多小段，每小段即形成藻殖段(连锁体)。异形胞和藻殖段的产生，有利于丝状体的断裂和繁殖。分布于各地，生于湿地或地下水位较高的草地上。
10、民间习称“地木耳”，可供食用和药用，能清热，收敛，明日。I植物体的一部分II藻丝 1胶质鞘 2异形胞 3厚垣孢子4营养细胞 5厚垣孢子萌发2、发菜Nostoc flagilliforme Born. et Flah.是我国西北地区可供食用的一种蓝藻。3、海雹菜 Brachytrichia quoyi. (C. Ag.)Born. et Flah. 是鞭枝藻科食用藻类。药用能解毒利水。3. 绿藻门 Chlorophyta绿藻化石很多，比较早的化石大约在1412亿年前左右（元古代），在我国河北省蓟县震旦亚界地层中，发现了一种12亿年前的真核多核体藻类，个体中央有中轴，两侧有许多轮状排列的侧枝，经鉴
11、定属于绿藻纲、管藻目、多毛藻科的真核生物，定名为震旦塔藻化石。31主要特征1、本门植物有单细胞体、群体、多细胞丝状体、多细胞片状体等类型。2、绿藻的细胞内，都具有真核（1至多枚），有核膜、核仁。3、绿藻具叶绿体，其形状多样，有的呈杯状，有的为环带状、螺旋带状、星状、网状等，叶绿体中含有和高等植物一样的光合色素，如叶绿素A、叶绿素B，_胡萝卜素、P_胡萝卜素、叶黄素等4、贮藏营养物质是淀粉，多贮存于蛋白核的周围5、细胞壁分两层，内层主要是纤维素组成，外层为果胶质，常常粘液化。 3.2繁殖方式绿藻的繁殖方式多种多样，不少种类生活史中有世代交替现象。1、单细胞藻类依靠细胞分裂，产生各种孢子，如衣藻产
12、生的游动孢子，小球藻产生的不动孢子等；2、多细胞丝状体靠断裂下来的片段，再长成独立的个体；3、不少的种类在生活史中有明显的世代交替现象；水绵、新月藻等具有特殊的有性生殖接合生殖。3.3生境与分布绿藻是藻类植物中最大的一门，约有350属5000-8000种。多分布于淡水中，有些分布于陆地阴湿处，有些生于海水中，有的与真菌共生成地衣。3.4代表植物与经济价值1、蛋白核小球藻 Chlorella pyrenoidosa Chick. 为单细胞植物，细胞圆球形或卵圆形，不能自由游泳，只能随水浮沉，细胞很小，细胞壁很薄，壁内有细胞质和细胞核，一个近似杯状的色素体(载色体)和一个淀粉核。小球藻只能无性繁殖
13、，繁殖时，原生质体在壁内分裂14次，产生216个不能游动的孢子。这些孢子和母细胞一样，只不过小一些，叫似亲孢子。孢子成熟后，母细胞壁破裂散于水中，长成与母细胞同样大小的小球藻。小球藻分布很广，多生于小河、沟渠、池塘中。藻体富含蛋白质，过去被用于治水肿、贫血。I蛋白核小球藻的构造 1淀粉核 2细胞核 3载色体II、III似亲孢子的形成和释放 2、衣藻Chlamydomonas: 绿藻门、团藻目、衣藻科中的衣藻属藻体为单细胞，球形、卵形或椭圆形，细胞前端有2条等长的鞭毛，藻体借鞭毛的摆动而游动。细胞质中多具1个大形杯状叶绿体（也有的为“H”形或星芒状，或片状），在叶绿体内靠细胞前部有1个红色眼点，
14、有感光作用。1个细胞核，存在于杯状叶绿体凹入部分的细胞质中。在叶绿体的基部通常有1个大而明显的蛋白核，其表面由聚集的淀粉形成的淀粉鞘。此外，在2条鞭毛的基部通常还有2个伸缩泡。 衣藻结构图生殖方式有无性和有性生殖两种类型。环境适宜时多连续进行无性生殖。无性生殖时:细胞常静止不动，鞭毛收缩或脱落。其内的原生质体经过14次有丝分裂，形成2、4、8或16个子原生质体，随后各自形成1个游动孢子，其结构和母体一样。待母细胞壁胶化破裂时，每个游动孢子即被释放出来，并在水中游动，各自长大成1个新个体。 有性生殖时:先脱去鞭毛，原生质体经过36次分裂，产生 8、16、32或64个具2条鞭毛的细胞，叫做配子。其
15、形态结构和游动孢子相同，但更小些。配子释放出来后，成对地进行融合(大多为同配)，每对配子产生1个二倍体的合子。合子分泌产生厚壁，经过休眠，当条件适宜时萌发，首先进行减数分裂，各产生4个单倍体的减数孢子。待合子壁破裂后放出，每个减数孢子各形成1个新个体。 衣藻种类很多，适应性强，各种淡水中都有生长，特别是有机质丰富的小水坑中，常可发现成群的衣藻。少数种类可在4以下的低温下生长繁殖，如雪衣藻可在积雪上生长。由于其细胞内含有多量的类胡萝卜素，当它们在雪面大量繁殖时，即将雪“染”成绿、黄或橙红等颜色。衣藻含有丰富的蛋白质，是鱼类的天然食料 3、石莼 Ulva lactuca L藻体由二层细胞构成的膜状体，黄绿色，边缘波状，基部有多细胞的固着器。无性生殖产生具有四条鞭毛的游动孢子；有性生殖产生具有2条鞭毛的配子，配子结合成合子，合子直接萌发成新个体。由合子萌发的植物体。只产生孢子，叫孢子体(sporophyte)。由孢子萌发
