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第一章藻類(lèi)概述藻類(lèi)植物整個(gè)藻體都能吸收營(yíng)養(yǎng)制造有機(jī)物質(zhì),不需要高等植物那樣花相當(dāng)多的能量消耗在支持器官上。藻類(lèi)植物體形態(tài)多樣,許多種類(lèi)要用顯微鏡或電鏡才能觀察清楚。形態(tài)結(jié)構(gòu)、繁殖方法也簡(jiǎn)單。通常以細(xì)胞分裂為主,當(dāng)環(huán)境條件適宜、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富時(shí),藻體個(gè)體數(shù)的增長(zhǎng)非常快速。藻類(lèi)分布十分廣泛,各種水域中均有。有些種類(lèi)在小水體和淺水湖泊中常大量繁殖,使水體呈現(xiàn)色彩,這一現(xiàn)象稱(chēng)為“水華”(waterbloom)。有些種類(lèi)在海水中大量繁殖,形成“赤潮”(redtide)。
第一章藻類(lèi)概述藻類(lèi)植物整個(gè)藻體都能吸收營(yíng)養(yǎng)制造有機(jī)物質(zhì),1一、主要特征藻類(lèi)(algae)是低等植物,分布甚廣,絕大多數(shù)生活于水中,大小不一,小的肉眼看不見(jiàn),只有幾微米(如小球藻Chlorella3~5μm),大的長(zhǎng)達(dá)60m(如海洋中的巨藻Macrocystisphrifera);沒(méi)有真正的根、莖、葉的分化。藻類(lèi)植物體通常可以看做是簡(jiǎn)單的葉,故又稱(chēng)葉狀體植物。藻類(lèi)具有葉綠素,整個(gè)藻體都有吸收營(yíng)養(yǎng),進(jìn)行光合作用的能力,因此一般均能自養(yǎng)生活。藻類(lèi)的生殖單位是單細(xì)胞的孢子或合子。雖然高等藻類(lèi)的生殖單位可以是多細(xì)胞構(gòu)造,但均直接參與生殖作用,不分化為生殖部分和營(yíng)養(yǎng)部分。藻類(lèi)的生活史中沒(méi)有在母體內(nèi)孕育著具有藻體雛形胚的過(guò)程。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)藻類(lèi)是無(wú)胚而具葉綠素的自養(yǎng)葉狀體孢子植物。
一、主要特征2二、形態(tài)構(gòu)造藻類(lèi)藻體形態(tài)多種多樣,有單細(xì)胞體、群體、多細(xì)胞體。單細(xì)胞體種類(lèi)大多營(yíng)浮游生活,為小型或微型藻類(lèi)。藻體常為球形、橢球形、圓柱形、紡錘形、纖維形、新月形等。群體類(lèi)型的種類(lèi)常呈球狀、片狀、絲狀、樹(shù)枝狀或不規(guī)則團(tuán)塊狀。絲狀體又可分為由單列細(xì)胞組成的不分枝絲狀體和呈有分枝的異絲性絲狀體。分枝以側(cè)面相互愈合而成盤(pán)狀假薄壁組織。藻體的形態(tài)以及群體中的細(xì)胞數(shù)目、排列方式、細(xì)胞的相互關(guān)系都是分類(lèi)的重要依據(jù)??傊?,藻類(lèi)細(xì)胞具有趨同性,球形或近似球形,是有利于浮游生活的適應(yīng)。藻體細(xì)胞結(jié)構(gòu)都可分化為細(xì)胞壁和原生質(zhì)體兩部分。后者包括細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核,原生質(zhì)內(nèi)有色素或色素體、蛋白核、同化產(chǎn)物等。
二、形態(tài)構(gòu)造3(1)細(xì)胞壁
藻類(lèi)大多數(shù)種類(lèi)都有細(xì)胞壁,少數(shù)種類(lèi)沒(méi)有細(xì)胞壁。無(wú)細(xì)胞壁的種類(lèi)有以下幾種類(lèi)型,體全裸露,表層不特化為周質(zhì)體(Perplast,也叫表質(zhì)),細(xì)胞可變形。藻體細(xì)胞質(zhì)表層特化成為一層堅(jiān)韌有彈性的周質(zhì)體,具周質(zhì)體的種類(lèi)藻體形態(tài)較穩(wěn)定。周質(zhì)體表面平滑或具縱走條紋或具螺旋繞轉(zhuǎn)的隆起,或附有硅質(zhì)或鈣質(zhì)小板,有的硅質(zhì)板上還有刺。某些藻類(lèi)還具特殊性的細(xì)胞壁狀的構(gòu)造——囊殼(Iorica)。囊殼中無(wú)纖維質(zhì),但常有鈣或鐵化合物的沉積,常呈黃色、棕色甚至棕紅色。囊殼形狀一般并不與原生質(zhì)體一致,囊殼的內(nèi)壁并不緊貼在原生質(zhì)體的表面,中間有較大的空隙,其中有水充塞,因此原生質(zhì)體在囊殼中??勺杂缮煺购褪湛s,或向四周作螺旋繞轉(zhuǎn)。囊殼的形狀、開(kāi)孔、附屬物(如棘、刺、疣狀突起等)在分類(lèi)上,尤其在屬、種的鑒定甚至分科鑒定上具有重要意義。有細(xì)胞壁的種類(lèi),構(gòu)造亦不完全一致,一般隨各門(mén)藻類(lèi)不同而不同。大多數(shù)藻類(lèi)(如綠藻)的細(xì)胞壁主要是由外層的果膠質(zhì)和內(nèi)層的纖維質(zhì)組成。硅藻門(mén)的細(xì)胞壁主要硅質(zhì)組成,即外層為二氧化硅,內(nèi)層為果膠質(zhì)。黃藻門(mén)的某些種類(lèi)細(xì)胞壁由果膠質(zhì)組成。褐藻和紅藻細(xì)胞壁的主要成分是藻膠,即前者為褐藻膠,后者為瓊膠類(lèi)。細(xì)胞壁為原生質(zhì)體的分泌物,堅(jiān)韌而具一定的形狀,表面平滑或具有各種紋飾、突起、棘、刺等,這些突起物對(duì)藻體營(yíng)浮游生活具有特殊意義。一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞壁多數(shù)是一個(gè)完整的整體,硅藻細(xì)胞壁為兩個(gè)“∪”形節(jié)片套合而成,黃藻常為為兩個(gè)“H”形節(jié)片組合而成,而甲藻的細(xì)胞壁則是由許多小板片拼合組成的。
(1)細(xì)胞壁藻類(lèi)大多數(shù)種類(lèi)都有細(xì)胞壁,少數(shù)種4(2)細(xì)胞核除藍(lán)藻細(xì)胞無(wú)典型的細(xì)胞核外,其余各門(mén)藻類(lèi)的細(xì)胞大多具有一個(gè)細(xì)胞核,少數(shù)種類(lèi)具有多個(gè)細(xì)胞核。細(xì)胞核具有核膜(nuclearmembrane),內(nèi)含核仁(nucleolus)和染色質(zhì)(chromatin),這種細(xì)胞核叫真核(eukarya)。這類(lèi)生物因而被稱(chēng)為真核生物(eukaryote)。
(2)細(xì)胞核除藍(lán)藻細(xì)胞無(wú)典型的細(xì)胞核外,其余各門(mén)藻類(lèi)的細(xì)胞大5(3)色素(pigment)和色素體(chromoplast)據(jù)藻類(lèi)的生物化學(xué)分析,各大門(mén)類(lèi)幾乎各具特殊的色素。色素成分的組成極為復(fù)雜,可分為4大類(lèi),即葉綠素(chlorophyll)、胡蘿卜素(carotene)、葉黃素(lutein)和藻膽素(phycobelin)。各門(mén)藻類(lèi)因所含色素不同,因此藻體呈現(xiàn)的顏色也不同,如綠藻門(mén)為鮮綠色、金藻門(mén)呈金黃色、藍(lán)藻門(mén)多為藍(lán)綠色等。葉綠素有a、b、c、d、e5種類(lèi)型,所有的藻類(lèi)均含有葉綠素a(C65H72O5N4Mg,mv=893)。葉綠素b(C65H70O4N4Mg,mv=907)則僅存在于綠藻、裸藻和輪藻,這幾門(mén)藻類(lèi)的葉綠素組成與高等植物的相同,植物體呈綠色。葉綠素c存在于甲藻、隱藻、黃藻、金藻、硅藻和褐藻門(mén),而紅藻有葉綠素d、紅藻紅素和紅藻藍(lán)素。胡蘿卜素中最常見(jiàn)的是β-胡蘿卜素,存在各門(mén)藻類(lèi)中。藻膽素只在藍(lán)藻、紅藻及隱藻中發(fā)現(xiàn)。因此可以說(shuō)藻類(lèi)所共有的色素為葉綠素a和β-胡蘿卜素。褐藻含有褐藻素。除藍(lán)藻和原綠藻外,色素均位于色素體內(nèi)。色素體是藻類(lèi)光合作用的場(chǎng)所,形態(tài)多樣,有杯狀、盤(pán)狀、星狀、片狀、板狀和螺旋帶狀等。色素體位于細(xì)胞中心(稱(chēng)軸生)或位于周邊,靠近周質(zhì)或細(xì)胞壁(稱(chēng)周生)。
(3)色素(pigment)和色素體(chromoplast6(4)同化產(chǎn)物由于各門(mén)藻類(lèi)的色素成分不同,所以光合作用制造的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)——同化產(chǎn)物及轉(zhuǎn)化的貯藏物質(zhì)也不相同,例如藍(lán)藻門(mén)為藍(lán)藻淀粉,金藻門(mén)為金藻糖(白糖素)及脂肪,黃藻門(mén)和硅藻門(mén)以脂肪為主,裸藻門(mén)為副淀粉,甲藻門(mén)為淀粉或淀粉狀化合物,綠藻門(mén)為淀粉。綠藻和隱藻的貯藏物都在色素體內(nèi),而其他藻類(lèi)的貯藏物均在色素體外。紅藻的同化產(chǎn)物為紅藻淀粉(florideanstarch),褐藻的同化產(chǎn)物為褐藻淀粉(Laminarim)及甘露醇(mannitol)。
(4)同化產(chǎn)物由于各門(mén)藻類(lèi)的色素成分不同,所以光合作用制造的7(5)蛋白核(pyrenoid)蛋白核是綠藻、隱藻等藻類(lèi)中常有一種細(xì)胞器,通常由蛋白質(zhì)核心和淀粉鞘(starchsheath)組成,有的則無(wú)鞘。蛋白核與淀粉形成有關(guān),因而又稱(chēng)之為淀粉核,其構(gòu)造、形狀、數(shù)目以及存在于色素體或細(xì)胞質(zhì)中的位置等,因種類(lèi)而異。綠藻門(mén)色素體上大多具有一個(gè)或多個(gè)蛋白核。
(5)蛋白核(pyrenoid)蛋白核是綠藻、隱藻等藻類(lèi)中常8(6)鞭毛(flagellum)鞭毛是一種運(yùn)動(dòng)胞器。藻類(lèi)的鞭毛是由11根細(xì)微的纖維組成,其基本結(jié)構(gòu)是9+2,即周?chē)?根較粗的纖維圍繞著中央2根較細(xì)的纖維。較粗的9根纖維內(nèi)有雙聯(lián)微管,較細(xì)的2根纖維內(nèi)具單根微管。鞭毛基部纖維則呈“9+0”圖形,即周?chē)?個(gè)三聯(lián)微管組成,中央沒(méi)有微管。因此,可以說(shuō)鞭毛是由微管組成的微器官。鞭毛有尾鞭型和茸鞭型兩種類(lèi)型,前者表面光滑,后者表面具微細(xì)茸毛,即具有1~2列橫向羽狀的短鞭毛。鞭毛除藍(lán)藻門(mén)和紅藻外,其余各門(mén)藻類(lèi)均有營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和生殖細(xì)胞具鞭毛或僅生殖期具鞭毛的種類(lèi)。
(6)鞭毛(flagellum)鞭毛是一種運(yùn)動(dòng)胞器。藻類(lèi)的鞭9(6)鞭毛(flagellum)除藍(lán)藻和紅藻外,藻類(lèi)生殖時(shí)期產(chǎn)生的動(dòng)孢子和配子,都具鞭毛。金藻門(mén)、裸藻門(mén)、甲藻門(mén)的絕大多數(shù)以及黃藻門(mén)和綠藻門(mén)中一部分種類(lèi),其營(yíng)養(yǎng)時(shí)期的細(xì)胞也具鞭毛,能運(yùn)動(dòng)。鞭毛的數(shù)目、長(zhǎng)短、著生位置,運(yùn)動(dòng)形式等各門(mén)有所不同。有2根的,也有l(wèi)、3、4、6、8以至組成環(huán)狀多數(shù)的。鞭毛2根有等長(zhǎng)、近于等長(zhǎng)、不等長(zhǎng)或長(zhǎng)短懸殊的。鞭毛有比體長(zhǎng)短的、有等于體長(zhǎng)的或?yàn)轶w長(zhǎng)2、3、5、6倍以上的。鞭毛有著生細(xì)胞頂部?jī)蓚?cè)或細(xì)胞前端口溝或凹穴處,或著生于側(cè)面的凹穴處等等。鞭毛伸展方向,有向前方的,有一條向前另一條橫向伸展的;有一條居于腰部的溝內(nèi),另一條向后方伸展的等。在有鞭毛能運(yùn)動(dòng)的藻體常具有眼點(diǎn)、伸縮泡、胞口、胞咽等胞器。眼點(diǎn)桔紅色,球形、橢球形,多位于細(xì)胞前端側(cè)面,具有感光作用。
(6)鞭毛(flagellum)除藍(lán)藻和紅藻外,藻類(lèi)生殖時(shí)期10三、藻類(lèi)生殖方式生殖是指由母體增生新個(gè)體的能力,也可稱(chēng)為繁殖。其生殖方式可分為營(yíng)養(yǎng)生殖(vegetativereproduction)無(wú)性生殖(asexualpropagation)
有性生殖(sexualpropagation)。三、藻類(lèi)生殖方式生殖是指由母體增生新個(gè)體的能力,也可稱(chēng)為繁殖11一篇浮游植物-課件12(一)營(yíng)養(yǎng)生殖營(yíng)養(yǎng)生殖是一種不通過(guò)任何專(zhuān)門(mén)的生殖細(xì)胞來(lái)進(jìn)行繁殖的方式。細(xì)胞分裂是最常見(jiàn)的一種營(yíng)養(yǎng)生殖。在單細(xì)胞種類(lèi),通過(guò)細(xì)胞分裂,即由一個(gè)母細(xì)胞連同細(xì)胞壁均分為兩個(gè)子細(xì)胞。分裂的方向,有的只有一個(gè),有的則有兩個(gè)或三個(gè)。在適宜的環(huán)境條件下,由這種方法增加個(gè)體是非常迅速的。在群體和多細(xì)胞體的藻類(lèi)中,通過(guò)斷裂繁殖,即一個(gè)植物體分割成為較小的群體或多細(xì)胞體。這種繁殖方法也和細(xì)胞分裂相似,在環(huán)境良好時(shí),數(shù)量的增加也很迅速。
(一)營(yíng)養(yǎng)生殖13(二)無(wú)性生殖通過(guò)產(chǎn)生不同類(lèi)型的孢子來(lái)進(jìn)行生殖,即孢子生殖。孢子是在細(xì)胞內(nèi)形成的,這與細(xì)胞分裂不同,先是核的分裂,隨后為細(xì)胞質(zhì)的分裂。核分裂的次數(shù),各門(mén)藻類(lèi)大體上是一定的,細(xì)胞質(zhì)的分裂,有的是在細(xì)胞核都分裂完畢后才發(fā)生,有的是隨著核的每次分裂而分割。這樣分裂的結(jié)果,在一個(gè)母細(xì)胞內(nèi)形成2的倍數(shù)的小細(xì)胞,即是孢子。孢子離開(kāi)母細(xì)胞后即成新個(gè)體。產(chǎn)生孢子的母細(xì)胞叫孢子囊,孢子不需要結(jié)合,一個(gè)孢子可長(zhǎng)成為一個(gè)新的植物體。孢子的類(lèi)型有動(dòng)孢子、不動(dòng)孢子、厚壁孢子、似親孢子、休眠孢子、內(nèi)生孢子(endospore)和外生孢子(exospore)等。1.動(dòng)孢子(Zoospore)又稱(chēng)游泳孢子。動(dòng)孢子細(xì)胞裸露,有鞭毛,能運(yùn)動(dòng)。2.不動(dòng)孢子(aplanospores)又稱(chēng)靜孢子。孢子有細(xì)胞壁,無(wú)鞭毛,不能運(yùn)動(dòng)。不動(dòng)孢子在形態(tài)構(gòu)造上和母細(xì)胞相似的稱(chēng)為似親孢子(autospore)。3.厚壁孢子(akinetes)又稱(chēng)原膜孢子或厚垣孢子。有些藻類(lèi)在生活環(huán)境不良時(shí),營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁直接增厚,成為厚壁孢子;有些種類(lèi)則在細(xì)胞內(nèi)另生被膜,形成休眠孢子(hypnospore)。它們都要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的休眠,到了生活條件適宜時(shí),再行繁殖。
(二)無(wú)性生殖通過(guò)產(chǎn)生不同類(lèi)型的孢子來(lái)進(jìn)行14(三)有性生殖進(jìn)行有性生殖的細(xì)胞叫配子。產(chǎn)生配子的母細(xì)胞稱(chēng)為配子囊。有性生殖是由雄配子和雌配子結(jié)合成為一個(gè)合子。合子形成后,一般要經(jīng)過(guò)休眠才發(fā)生成新個(gè)體。有些藻類(lèi),一個(gè)合子發(fā)生一個(gè)新個(gè)體;或經(jīng)分裂發(fā)生多個(gè)新個(gè)體。配子形成合子,有四種類(lèi)型:1.同配生殖雌、雄配子的形態(tài)與大小都相同即同形的動(dòng)配子相接合。2.異配生殖雌雄配子的形態(tài)相似而大小不同。即大小不同的兩個(gè)動(dòng)配子相接合。3.卵配生殖雌、雄配子的形狀,大小都不相同,卵(雌配子)較大,不能運(yùn)動(dòng)。精子(雄配子)小,有鞭毛,能運(yùn)動(dòng)。4.接合生殖是靜配子接合,即靜配同配生殖。它由兩個(gè)成熟的細(xì)胞發(fā)生接合管相接合或由原來(lái)的部分細(xì)胞壁相結(jié)合,在接合處的細(xì)胞壁溶化,兩個(gè)細(xì)胞或一個(gè)細(xì)胞的內(nèi)含物,通過(guò)此溶化處在接合管中或進(jìn)入一個(gè)細(xì)胞中相接合而成合子。這種接合生殖是綠藻門(mén)接合藻目所特有的有性生殖方法。(三)有性生殖15(三)藻類(lèi)的生活史生活史(生活周期)是指某種生物在整個(gè)發(fā)育階段中所經(jīng)歷的全部過(guò)程,或一個(gè)個(gè)體從出生到死亡所經(jīng)歷的各個(gè)時(shí)期。藻類(lèi)生活史有營(yíng)養(yǎng)生殖型、無(wú)性生殖型、有性生殖型和無(wú)性和有性生殖混合型4種類(lèi)型(圖1-2):(三)藻類(lèi)的生活史161.營(yíng)養(yǎng)生殖型:生活史僅有營(yíng)養(yǎng)生殖,只能以細(xì)胞分裂的方式來(lái)進(jìn)行生殖。藍(lán)藻和裸藻等一些單細(xì)胞藻類(lèi)屬此。1.營(yíng)養(yǎng)生殖型:生活史僅有營(yíng)養(yǎng)生殖,只能以細(xì)胞分裂的方式來(lái)進(jìn)172.無(wú)性生殖型是生殖細(xì)胞(孢子)不經(jīng)結(jié)合,直接產(chǎn)生子代的生殖方式。無(wú)性生殖型是指生活史中沒(méi)有有性生殖,沒(méi)有減數(shù)分裂。如小球藻、柵藻等。
2.無(wú)性生殖型是生殖細(xì)胞(孢子)不經(jīng)結(jié)合,直接產(chǎn)生子代的生殖183.有性生殖型有雙相型和單相型兩種類(lèi)型。前者生活史中僅有一個(gè)雙倍體(diploid)的藻類(lèi),只行有性生殖,減數(shù)分裂(R)發(fā)生在產(chǎn)生配子之前。如綠藻門(mén)管藻目的一些種類(lèi),硅藻和褐藻門(mén)鹿角藻目就屬于這種類(lèi)型;后者生活史中是單倍體藻類(lèi),僅合子是雙倍體核相(2n),即靜配同配,如水綿和輪藻。
3.有性生殖型有雙相型和單相型兩種類(lèi)型。前者生活史中僅有一個(gè)194.無(wú)性和有性生殖混合型(1)是指生活史中既行無(wú)性生殖,又行有性生殖的藻類(lèi)。這兩個(gè)時(shí)期可隨生活環(huán)境的改變而出現(xiàn),也可以是生活史中相互交替的兩個(gè)階段。(1)生活史中無(wú)世代交替。如衣藻Chlamydomonas、團(tuán)藻Volvox、絲藻Ulotrix等,
它們常是在生長(zhǎng)季節(jié)末期才行有性生殖,是對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)。生活史中無(wú)世代交替,其植物體為單相型。在有性生殖過(guò)程中,減數(shù)分裂發(fā)生在合子形成之后,新植物體產(chǎn)生之前。
4.無(wú)性和有性生殖混合型(1)是指生活史中既行無(wú)性生殖,又行204.無(wú)性和有性生殖混合型(2)(2)生活史中有世代交替現(xiàn)象。即生活史中有2個(gè)或3個(gè)植物體(如真紅藻綱),在生活史中相互交替出現(xiàn)。相互交替出現(xiàn)的植物體有的為雙倍體(2n),有的為單倍體(n)。雙倍體的植物體行無(wú)性生殖,經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生孢子,因此雙倍體的植物又叫孢子體。單倍體的植物體行有性生殖,產(chǎn)生雌雄配子或精子和卵,因此單倍體的植物體又叫配子體。由孢子長(zhǎng)出單倍體的植物體。從孢子開(kāi)始一直到產(chǎn)生配子,這一階段都是單倍體時(shí)期,總稱(chēng)為有性世代;由合子萌發(fā)為孢子體,一直到孢子體行減數(shù)分裂產(chǎn)生孢子之前,這一階段是雙倍體時(shí)期,稱(chēng)為無(wú)性世代。這種生活史中有無(wú)性世代和有性世代相互交替的現(xiàn)象叫做世代交替。也就是說(shuō),只有在生活史中,有一個(gè)雙倍的產(chǎn)生孢子的孢子體和一個(gè)單倍的產(chǎn)生配子的配子體二者有規(guī)律地相互交替出現(xiàn),才是真正的世代交替。凡是能行有性生殖的藻類(lèi),在其生活史中的某一階段必然會(huì)出現(xiàn)減數(shù)分裂,因此也就必然有核相交替的現(xiàn)象。在有世代交替的生活史中,如果配子體和孢子體的形態(tài)結(jié)構(gòu)上基本相同的,稱(chēng)為同形世代交替,如石莼Ulva、剛毛藻Cladophola;如果配子體和孢子體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)不相同的,稱(chēng)為異形世代交替。如萱藻Scytosiphon、海帶Laminaria和裙帶菜Undaria等,前者配子體占優(yōu)勢(shì),后兩者孢子體占優(yōu)勢(shì)。
4.無(wú)性和有性生殖混合型(2)(2)生活史中有世代交替現(xiàn)象。21四、分類(lèi)
藻類(lèi)在植物界屬于低等植物。其拉丁文名為Algea系由林奈(Linnaeus)所定。過(guò)去林奈將藻類(lèi)歸入隱花植物綱Cryptogamia,藻類(lèi)目Algea。又稱(chēng)裂殖植物、孢子植物等名稱(chēng)。藻類(lèi)學(xué)家一般將藻類(lèi)共分11個(gè)門(mén),其順序如下:1.藍(lán)藻門(mén)Cyanophyta2.金藻門(mén)Chrysophyta3.黃藻門(mén)Xanthophyta4.硅藻門(mén)Bacillariophyta5.甲藻門(mén)Pyrrophyta6.隱藻門(mén)Cryptophyta7.裸藻門(mén)Euglenophyta8.綠藻門(mén)Chlorophyta9.輪藻門(mén)Charophyta10.褐藻門(mén)Fhaeophyta11.紅藻門(mén)Rhodophyta浮游藻類(lèi)一般多見(jiàn)于前八個(gè)門(mén),輪藻、褐藻門(mén)和紅藻門(mén)主要是大型藻類(lèi)。
四、分類(lèi)
藻類(lèi)在植物界屬于低等植物。其拉丁文名為Algea22一篇浮游植物-課件23五、生態(tài)分布和意義(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(二)藻類(lèi)與人類(lèi)生活的關(guān)系五、生態(tài)分布和意義(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)24(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(1)藻類(lèi)在地球上的分布很廣,從炎熱的赤道至常年冰封的極地,無(wú)論是江河湖海、溝渠
塘堰,各種臨時(shí)性積水,或是潮濕地表、墻壁、樹(shù)干、巖石、甚至沙漠、積雪上都有藻類(lèi)
的蹤跡。但藻類(lèi)主要生活在水體中。藻類(lèi)主要營(yíng)自養(yǎng)自由生活,有的則營(yíng)共生或寄生生
活。藻類(lèi)在長(zhǎng)期演化過(guò)程中。以自身的形態(tài)構(gòu)造、生理和生態(tài)特點(diǎn)適應(yīng)著生活的環(huán)境,從
而形成了各種生態(tài)類(lèi)群(型)。就藻類(lèi)生活環(huán)境的特點(diǎn)及其與環(huán)境的相互關(guān)系,主要可歸納浮游藻類(lèi)、底棲藻類(lèi)和附著藻類(lèi)等生態(tài)類(lèi)群。(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(1)藻類(lèi)在地球上的分布很廣,從炎熱的赤25(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(2)溫度對(duì)藻類(lèi)的分布具有重要影響。海藻的分布主要是以對(duì)溫度的要求來(lái)決定的。如40N°以北的海區(qū)是以海帶屬Laminaria的存在為特征的,在北半球40N°以南是以馬尾藻Sargassum為特征的。淡水藻類(lèi)對(duì)水溫的適應(yīng)性也各異,一些有鞭毛能運(yùn)動(dòng)的鞭毛藻類(lèi)和小型藻類(lèi)在冬天冰下水體中出現(xiàn),許多硅藻和金藻在春秋季節(jié)出現(xiàn),而有些藍(lán)藻和綠藻僅在夏天水溫較高時(shí)才出現(xiàn)。一些藍(lán)藻如兩棲顫藻Oscillatoriaamphibia、O.carboniciphila、尖頭顫藻O.acuminata
和溫泉大顫藻O.principisthermalis(30~48℃)。
(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(2)溫度對(duì)藻類(lèi)的分布具有重要影響。海藻26(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(3)藻類(lèi)可分布于海水、淡水和內(nèi)陸鹽水中。由于單細(xì)胞藻類(lèi)對(duì)環(huán)境的改變有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,由于世代時(shí)間極短,通過(guò)較小的遺傳變異,在一定時(shí)間內(nèi)即可適應(yīng)于鹽度的頗大變化。藻類(lèi)細(xì)胞還能較迅速地合成多元醇或其衍生物、糖或多糖和某種氨基酸等滲透調(diào)節(jié)物,用以迅速調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓,適應(yīng)環(huán)境鹽度的變化。很多淡水藻類(lèi)耐鹽上限達(dá)到15-20S(Beadle,1981),有些淡水習(xí)見(jiàn)浮游植物如小顫藻、顆粒直鏈藻、飛燕角甲藻、銅綠微囊藻等甚至在150-180S之間出現(xiàn)(Hammer,1981;何志輝等,1990;趙文,1992)。鹽藻DunaliellasalinaTeod.是典型的鹽水藻類(lèi),能耐受320的鹽度。(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(3)藻類(lèi)可分布于海水、淡水和內(nèi)陸鹽水中27(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(4)浮游藻類(lèi)個(gè)體非常微小,通常用肉眼看不清形態(tài)結(jié)構(gòu)。浮游藻類(lèi)個(gè)體雖小,但種類(lèi)多,數(shù)量也多,它包括了藻類(lèi)的絕大部分。生活在海洋中的硅藻、甲藻及藍(lán)藻(超微藻類(lèi))的浮游種類(lèi),是海洋初級(jí)生產(chǎn)力的重要組成部分,被稱(chēng)為海洋牧草。淡水浮游藻類(lèi)中種類(lèi)最多的是藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)和綠藻門(mén)。裸藻門(mén)、隱藻門(mén)和甲藻門(mén)種類(lèi)雖不多,但在淡水浮游生物中也極為常見(jiàn),有時(shí)數(shù)量也很多,可形成優(yōu)勢(shì)種群。不論海洋或是內(nèi)陸水體,不論是自然水體或是人工養(yǎng)殖水體,浮游藻類(lèi)的種類(lèi)組成、數(shù)量變動(dòng),可隨環(huán)境條件和時(shí)間,而有明顯地季節(jié)變化,也可受人類(lèi)干擾而變化。
(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(4)浮游藻類(lèi)個(gè)體非常微小,通常用肉眼看28(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(5)底棲藻類(lèi)指營(yíng)固著或附著生活的藻類(lèi)。它們以水體中的高等植物、建筑物或其它物體以及水體底質(zhì)為基質(zhì)(matrix),用附著器(hapteron)、基細(xì)胞(basalce11)或假根(pseudorhize)等營(yíng)固著生活。紅藻、褐藻、輪藻和綠藻門(mén)的大型種類(lèi)是底棲藻類(lèi)的基本組分,在水底形成藻被層,其中許多種類(lèi)是重要的經(jīng)濟(jì)海藻。小型底棲藻類(lèi)是周叢生物的主要成員,對(duì)雜食性和刮食性魚(yú)類(lèi)具有重要的餌料意義。裸藻、衣藻在陽(yáng)光充足的溫暖季節(jié),在河灣、湖泊潮濕地表大量繁殖,形成綠色斑塊狀藻被層,有的綠藻甚至可在冰封的雪地上形成紅色、褐色或綠色的藻被層。
(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(5)底棲藻類(lèi)指營(yíng)固著或附著生活的藻類(lèi)。29(二)藻類(lèi)與人類(lèi)生活的關(guān)系1.
藻類(lèi)的漁業(yè)和工農(nóng)業(yè)價(jià)值2.藻類(lèi)可作為水污染的指示生物
3.藻類(lèi)的醫(yī)藥和食用價(jià)值
(二)藻類(lèi)與人類(lèi)生活的關(guān)系301.
藻類(lèi)的漁業(yè)和工農(nóng)業(yè)價(jià)值浮游藻類(lèi)在水體中是魚(yú)類(lèi)和其他經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的直接或間接的餌料基礎(chǔ),在決定水域生產(chǎn)性能上具有重要意義,與漁業(yè)生產(chǎn)有十分密切的關(guān)系。但海水中由于某種或多種浮游生物(大多為浮游植物)在一定環(huán)境條件下暴發(fā)性繁殖或高度聚集,而引起的赤潮對(duì)漁業(yè)有害。隨著沿海工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,海區(qū)的富營(yíng)養(yǎng)化(eutrophication)和水污染漸趨嚴(yán)重。赤潮頻頻發(fā)生,而且規(guī)模、持續(xù)時(shí)間、頻次越來(lái)越重,赤潮發(fā)生后,使海洋生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)受到干擾,直接威脅海洋生物的生存,給漁業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失,海洋生態(tài)平衡也受到破壞,且破壞濱海旅游業(yè)和危害人類(lèi)健康。隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化的加劇,赤潮現(xiàn)已成為世界性的、人們普遍關(guān)心的問(wèn)題。為此,成立了國(guó)際性機(jī)構(gòu),研究和探討防治對(duì)策。1.
藻類(lèi)的漁業(yè)和工農(nóng)業(yè)價(jià)值312.
藻類(lèi)可作為水污染的指示生物
藻類(lèi)對(duì)有機(jī)質(zhì)和其他污染物敏感性不同,因而可以用藻類(lèi)群落組成來(lái)判斷水質(zhì)狀況。由于藻類(lèi)進(jìn)行光合作用,能放出氧氣,利用水中的N、P等營(yíng)養(yǎng)鹽,因此,可用作氧化塘法進(jìn)行污水處理。藻類(lèi)、細(xì)菌和原生動(dòng)物等組成的生物膜(biofilm),對(duì)水體有機(jī)物的分解、水體凈化和判斷水質(zhì)好壞均具有一定的作用。2.
藻類(lèi)可作為水污染的指示生物
藻類(lèi)對(duì)有機(jī)質(zhì)和其他污染物323.藻類(lèi)的醫(yī)藥和食用價(jià)值關(guān)于海藻的醫(yī)學(xué)價(jià)值,早在《神農(nóng)本草經(jīng)》、《名醫(yī)別錄》、《本草綱目》里都有記載。食用、藥用的藻類(lèi)有紫菜、海帶、江蘺、麒麟萊和發(fā)菜等??ɡz、瓊膠等可作為通便劑和膠合劑等。另外很多微藻含有蛋白質(zhì)、維生素、糖蛋白、蝦青素等。3.藻類(lèi)的醫(yī)藥和食用價(jià)值33復(fù)習(xí)思考題1.
解釋?zhuān)核A,赤潮,囊殼,蛋白核。2.
何謂藻類(lèi)?藻類(lèi)包括那些類(lèi)群?3.
藻類(lèi)的色素組成的特點(diǎn)是什么?4.
簡(jiǎn)述各門(mén)藻類(lèi)同化產(chǎn)物的類(lèi)型、特點(diǎn)和加碘染色后特征。5.
簡(jiǎn)述藻類(lèi)生活史類(lèi)型及其特點(diǎn)。6.試述藻類(lèi)與人類(lèi)生活的關(guān)系。
復(fù)習(xí)思考題34xiexie!謝謝!xiexie!謝謝!35第一章藻類(lèi)概述藻類(lèi)植物整個(gè)藻體都能吸收營(yíng)養(yǎng)制造有機(jī)物質(zhì),不需要高等植物那樣花相當(dāng)多的能量消耗在支持器官上。藻類(lèi)植物體形態(tài)多樣,許多種類(lèi)要用顯微鏡或電鏡才能觀察清楚。形態(tài)結(jié)構(gòu)、繁殖方法也簡(jiǎn)單。通常以細(xì)胞分裂為主,當(dāng)環(huán)境條件適宜、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富時(shí),藻體個(gè)體數(shù)的增長(zhǎng)非??焖?。藻類(lèi)分布十分廣泛,各種水域中均有。有些種類(lèi)在小水體和淺水湖泊中常大量繁殖,使水體呈現(xiàn)色彩,這一現(xiàn)象稱(chēng)為“水華”(waterbloom)。有些種類(lèi)在海水中大量繁殖,形成“赤潮”(redtide)。
第一章藻類(lèi)概述藻類(lèi)植物整個(gè)藻體都能吸收營(yíng)養(yǎng)制造有機(jī)物質(zhì),36一、主要特征藻類(lèi)(algae)是低等植物,分布甚廣,絕大多數(shù)生活于水中,大小不一,小的肉眼看不見(jiàn),只有幾微米(如小球藻Chlorella3~5μm),大的長(zhǎng)達(dá)60m(如海洋中的巨藻Macrocystisphrifera);沒(méi)有真正的根、莖、葉的分化。藻類(lèi)植物體通??梢钥醋鍪呛?jiǎn)單的葉,故又稱(chēng)葉狀體植物。藻類(lèi)具有葉綠素,整個(gè)藻體都有吸收營(yíng)養(yǎng),進(jìn)行光合作用的能力,因此一般均能自養(yǎng)生活。藻類(lèi)的生殖單位是單細(xì)胞的孢子或合子。雖然高等藻類(lèi)的生殖單位可以是多細(xì)胞構(gòu)造,但均直接參與生殖作用,不分化為生殖部分和營(yíng)養(yǎng)部分。藻類(lèi)的生活史中沒(méi)有在母體內(nèi)孕育著具有藻體雛形胚的過(guò)程。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)藻類(lèi)是無(wú)胚而具葉綠素的自養(yǎng)葉狀體孢子植物。
一、主要特征37二、形態(tài)構(gòu)造藻類(lèi)藻體形態(tài)多種多樣,有單細(xì)胞體、群體、多細(xì)胞體。單細(xì)胞體種類(lèi)大多營(yíng)浮游生活,為小型或微型藻類(lèi)。藻體常為球形、橢球形、圓柱形、紡錘形、纖維形、新月形等。群體類(lèi)型的種類(lèi)常呈球狀、片狀、絲狀、樹(shù)枝狀或不規(guī)則團(tuán)塊狀。絲狀體又可分為由單列細(xì)胞組成的不分枝絲狀體和呈有分枝的異絲性絲狀體。分枝以側(cè)面相互愈合而成盤(pán)狀假薄壁組織。藻體的形態(tài)以及群體中的細(xì)胞數(shù)目、排列方式、細(xì)胞的相互關(guān)系都是分類(lèi)的重要依據(jù)。總之,藻類(lèi)細(xì)胞具有趨同性,球形或近似球形,是有利于浮游生活的適應(yīng)。藻體細(xì)胞結(jié)構(gòu)都可分化為細(xì)胞壁和原生質(zhì)體兩部分。后者包括細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核,原生質(zhì)內(nèi)有色素或色素體、蛋白核、同化產(chǎn)物等。
二、形態(tài)構(gòu)造38(1)細(xì)胞壁
藻類(lèi)大多數(shù)種類(lèi)都有細(xì)胞壁,少數(shù)種類(lèi)沒(méi)有細(xì)胞壁。無(wú)細(xì)胞壁的種類(lèi)有以下幾種類(lèi)型,體全裸露,表層不特化為周質(zhì)體(Perplast,也叫表質(zhì)),細(xì)胞可變形。藻體細(xì)胞質(zhì)表層特化成為一層堅(jiān)韌有彈性的周質(zhì)體,具周質(zhì)體的種類(lèi)藻體形態(tài)較穩(wěn)定。周質(zhì)體表面平滑或具縱走條紋或具螺旋繞轉(zhuǎn)的隆起,或附有硅質(zhì)或鈣質(zhì)小板,有的硅質(zhì)板上還有刺。某些藻類(lèi)還具特殊性的細(xì)胞壁狀的構(gòu)造——囊殼(Iorica)。囊殼中無(wú)纖維質(zhì),但常有鈣或鐵化合物的沉積,常呈黃色、棕色甚至棕紅色。囊殼形狀一般并不與原生質(zhì)體一致,囊殼的內(nèi)壁并不緊貼在原生質(zhì)體的表面,中間有較大的空隙,其中有水充塞,因此原生質(zhì)體在囊殼中??勺杂缮煺购褪湛s,或向四周作螺旋繞轉(zhuǎn)。囊殼的形狀、開(kāi)孔、附屬物(如棘、刺、疣狀突起等)在分類(lèi)上,尤其在屬、種的鑒定甚至分科鑒定上具有重要意義。有細(xì)胞壁的種類(lèi),構(gòu)造亦不完全一致,一般隨各門(mén)藻類(lèi)不同而不同。大多數(shù)藻類(lèi)(如綠藻)的細(xì)胞壁主要是由外層的果膠質(zhì)和內(nèi)層的纖維質(zhì)組成。硅藻門(mén)的細(xì)胞壁主要硅質(zhì)組成,即外層為二氧化硅,內(nèi)層為果膠質(zhì)。黃藻門(mén)的某些種類(lèi)細(xì)胞壁由果膠質(zhì)組成。褐藻和紅藻細(xì)胞壁的主要成分是藻膠,即前者為褐藻膠,后者為瓊膠類(lèi)。細(xì)胞壁為原生質(zhì)體的分泌物,堅(jiān)韌而具一定的形狀,表面平滑或具有各種紋飾、突起、棘、刺等,這些突起物對(duì)藻體營(yíng)浮游生活具有特殊意義。一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞壁多數(shù)是一個(gè)完整的整體,硅藻細(xì)胞壁為兩個(gè)“∪”形節(jié)片套合而成,黃藻常為為兩個(gè)“H”形節(jié)片組合而成,而甲藻的細(xì)胞壁則是由許多小板片拼合組成的。
(1)細(xì)胞壁藻類(lèi)大多數(shù)種類(lèi)都有細(xì)胞壁,少數(shù)種39(2)細(xì)胞核除藍(lán)藻細(xì)胞無(wú)典型的細(xì)胞核外,其余各門(mén)藻類(lèi)的細(xì)胞大多具有一個(gè)細(xì)胞核,少數(shù)種類(lèi)具有多個(gè)細(xì)胞核。細(xì)胞核具有核膜(nuclearmembrane),內(nèi)含核仁(nucleolus)和染色質(zhì)(chromatin),這種細(xì)胞核叫真核(eukarya)。這類(lèi)生物因而被稱(chēng)為真核生物(eukaryote)。
(2)細(xì)胞核除藍(lán)藻細(xì)胞無(wú)典型的細(xì)胞核外,其余各門(mén)藻類(lèi)的細(xì)胞大40(3)色素(pigment)和色素體(chromoplast)據(jù)藻類(lèi)的生物化學(xué)分析,各大門(mén)類(lèi)幾乎各具特殊的色素。色素成分的組成極為復(fù)雜,可分為4大類(lèi),即葉綠素(chlorophyll)、胡蘿卜素(carotene)、葉黃素(lutein)和藻膽素(phycobelin)。各門(mén)藻類(lèi)因所含色素不同,因此藻體呈現(xiàn)的顏色也不同,如綠藻門(mén)為鮮綠色、金藻門(mén)呈金黃色、藍(lán)藻門(mén)多為藍(lán)綠色等。葉綠素有a、b、c、d、e5種類(lèi)型,所有的藻類(lèi)均含有葉綠素a(C65H72O5N4Mg,mv=893)。葉綠素b(C65H70O4N4Mg,mv=907)則僅存在于綠藻、裸藻和輪藻,這幾門(mén)藻類(lèi)的葉綠素組成與高等植物的相同,植物體呈綠色。葉綠素c存在于甲藻、隱藻、黃藻、金藻、硅藻和褐藻門(mén),而紅藻有葉綠素d、紅藻紅素和紅藻藍(lán)素。胡蘿卜素中最常見(jiàn)的是β-胡蘿卜素,存在各門(mén)藻類(lèi)中。藻膽素只在藍(lán)藻、紅藻及隱藻中發(fā)現(xiàn)。因此可以說(shuō)藻類(lèi)所共有的色素為葉綠素a和β-胡蘿卜素。褐藻含有褐藻素。除藍(lán)藻和原綠藻外,色素均位于色素體內(nèi)。色素體是藻類(lèi)光合作用的場(chǎng)所,形態(tài)多樣,有杯狀、盤(pán)狀、星狀、片狀、板狀和螺旋帶狀等。色素體位于細(xì)胞中心(稱(chēng)軸生)或位于周邊,靠近周質(zhì)或細(xì)胞壁(稱(chēng)周生)。
(3)色素(pigment)和色素體(chromoplast41(4)同化產(chǎn)物由于各門(mén)藻類(lèi)的色素成分不同,所以光合作用制造的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)——同化產(chǎn)物及轉(zhuǎn)化的貯藏物質(zhì)也不相同,例如藍(lán)藻門(mén)為藍(lán)藻淀粉,金藻門(mén)為金藻糖(白糖素)及脂肪,黃藻門(mén)和硅藻門(mén)以脂肪為主,裸藻門(mén)為副淀粉,甲藻門(mén)為淀粉或淀粉狀化合物,綠藻門(mén)為淀粉。綠藻和隱藻的貯藏物都在色素體內(nèi),而其他藻類(lèi)的貯藏物均在色素體外。紅藻的同化產(chǎn)物為紅藻淀粉(florideanstarch),褐藻的同化產(chǎn)物為褐藻淀粉(Laminarim)及甘露醇(mannitol)。
(4)同化產(chǎn)物由于各門(mén)藻類(lèi)的色素成分不同,所以光合作用制造的42(5)蛋白核(pyrenoid)蛋白核是綠藻、隱藻等藻類(lèi)中常有一種細(xì)胞器,通常由蛋白質(zhì)核心和淀粉鞘(starchsheath)組成,有的則無(wú)鞘。蛋白核與淀粉形成有關(guān),因而又稱(chēng)之為淀粉核,其構(gòu)造、形狀、數(shù)目以及存在于色素體或細(xì)胞質(zhì)中的位置等,因種類(lèi)而異。綠藻門(mén)色素體上大多具有一個(gè)或多個(gè)蛋白核。
(5)蛋白核(pyrenoid)蛋白核是綠藻、隱藻等藻類(lèi)中常43(6)鞭毛(flagellum)鞭毛是一種運(yùn)動(dòng)胞器。藻類(lèi)的鞭毛是由11根細(xì)微的纖維組成,其基本結(jié)構(gòu)是9+2,即周?chē)?根較粗的纖維圍繞著中央2根較細(xì)的纖維。較粗的9根纖維內(nèi)有雙聯(lián)微管,較細(xì)的2根纖維內(nèi)具單根微管。鞭毛基部纖維則呈“9+0”圖形,即周?chē)?個(gè)三聯(lián)微管組成,中央沒(méi)有微管。因此,可以說(shuō)鞭毛是由微管組成的微器官。鞭毛有尾鞭型和茸鞭型兩種類(lèi)型,前者表面光滑,后者表面具微細(xì)茸毛,即具有1~2列橫向羽狀的短鞭毛。鞭毛除藍(lán)藻門(mén)和紅藻外,其余各門(mén)藻類(lèi)均有營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和生殖細(xì)胞具鞭毛或僅生殖期具鞭毛的種類(lèi)。
(6)鞭毛(flagellum)鞭毛是一種運(yùn)動(dòng)胞器。藻類(lèi)的鞭44(6)鞭毛(flagellum)除藍(lán)藻和紅藻外,藻類(lèi)生殖時(shí)期產(chǎn)生的動(dòng)孢子和配子,都具鞭毛。金藻門(mén)、裸藻門(mén)、甲藻門(mén)的絕大多數(shù)以及黃藻門(mén)和綠藻門(mén)中一部分種類(lèi),其營(yíng)養(yǎng)時(shí)期的細(xì)胞也具鞭毛,能運(yùn)動(dòng)。鞭毛的數(shù)目、長(zhǎng)短、著生位置,運(yùn)動(dòng)形式等各門(mén)有所不同。有2根的,也有l(wèi)、3、4、6、8以至組成環(huán)狀多數(shù)的。鞭毛2根有等長(zhǎng)、近于等長(zhǎng)、不等長(zhǎng)或長(zhǎng)短懸殊的。鞭毛有比體長(zhǎng)短的、有等于體長(zhǎng)的或?yàn)轶w長(zhǎng)2、3、5、6倍以上的。鞭毛有著生細(xì)胞頂部?jī)蓚?cè)或細(xì)胞前端口溝或凹穴處,或著生于側(cè)面的凹穴處等等。鞭毛伸展方向,有向前方的,有一條向前另一條橫向伸展的;有一條居于腰部的溝內(nèi),另一條向后方伸展的等。在有鞭毛能運(yùn)動(dòng)的藻體常具有眼點(diǎn)、伸縮泡、胞口、胞咽等胞器。眼點(diǎn)桔紅色,球形、橢球形,多位于細(xì)胞前端側(cè)面,具有感光作用。
(6)鞭毛(flagellum)除藍(lán)藻和紅藻外,藻類(lèi)生殖時(shí)期45三、藻類(lèi)生殖方式生殖是指由母體增生新個(gè)體的能力,也可稱(chēng)為繁殖。其生殖方式可分為營(yíng)養(yǎng)生殖(vegetativereproduction)無(wú)性生殖(asexualpropagation)
有性生殖(sexualpropagation)。三、藻類(lèi)生殖方式生殖是指由母體增生新個(gè)體的能力,也可稱(chēng)為繁殖46一篇浮游植物-課件47(一)營(yíng)養(yǎng)生殖營(yíng)養(yǎng)生殖是一種不通過(guò)任何專(zhuān)門(mén)的生殖細(xì)胞來(lái)進(jìn)行繁殖的方式。細(xì)胞分裂是最常見(jiàn)的一種營(yíng)養(yǎng)生殖。在單細(xì)胞種類(lèi),通過(guò)細(xì)胞分裂,即由一個(gè)母細(xì)胞連同細(xì)胞壁均分為兩個(gè)子細(xì)胞。分裂的方向,有的只有一個(gè),有的則有兩個(gè)或三個(gè)。在適宜的環(huán)境條件下,由這種方法增加個(gè)體是非常迅速的。在群體和多細(xì)胞體的藻類(lèi)中,通過(guò)斷裂繁殖,即一個(gè)植物體分割成為較小的群體或多細(xì)胞體。這種繁殖方法也和細(xì)胞分裂相似,在環(huán)境良好時(shí),數(shù)量的增加也很迅速。
(一)營(yíng)養(yǎng)生殖48(二)無(wú)性生殖通過(guò)產(chǎn)生不同類(lèi)型的孢子來(lái)進(jìn)行生殖,即孢子生殖。孢子是在細(xì)胞內(nèi)形成的,這與細(xì)胞分裂不同,先是核的分裂,隨后為細(xì)胞質(zhì)的分裂。核分裂的次數(shù),各門(mén)藻類(lèi)大體上是一定的,細(xì)胞質(zhì)的分裂,有的是在細(xì)胞核都分裂完畢后才發(fā)生,有的是隨著核的每次分裂而分割。這樣分裂的結(jié)果,在一個(gè)母細(xì)胞內(nèi)形成2的倍數(shù)的小細(xì)胞,即是孢子。孢子離開(kāi)母細(xì)胞后即成新個(gè)體。產(chǎn)生孢子的母細(xì)胞叫孢子囊,孢子不需要結(jié)合,一個(gè)孢子可長(zhǎng)成為一個(gè)新的植物體。孢子的類(lèi)型有動(dòng)孢子、不動(dòng)孢子、厚壁孢子、似親孢子、休眠孢子、內(nèi)生孢子(endospore)和外生孢子(exospore)等。1.動(dòng)孢子(Zoospore)又稱(chēng)游泳孢子。動(dòng)孢子細(xì)胞裸露,有鞭毛,能運(yùn)動(dòng)。2.不動(dòng)孢子(aplanospores)又稱(chēng)靜孢子。孢子有細(xì)胞壁,無(wú)鞭毛,不能運(yùn)動(dòng)。不動(dòng)孢子在形態(tài)構(gòu)造上和母細(xì)胞相似的稱(chēng)為似親孢子(autospore)。3.厚壁孢子(akinetes)又稱(chēng)原膜孢子或厚垣孢子。有些藻類(lèi)在生活環(huán)境不良時(shí),營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁直接增厚,成為厚壁孢子;有些種類(lèi)則在細(xì)胞內(nèi)另生被膜,形成休眠孢子(hypnospore)。它們都要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的休眠,到了生活條件適宜時(shí),再行繁殖。
(二)無(wú)性生殖通過(guò)產(chǎn)生不同類(lèi)型的孢子來(lái)進(jìn)行49(三)有性生殖進(jìn)行有性生殖的細(xì)胞叫配子。產(chǎn)生配子的母細(xì)胞稱(chēng)為配子囊。有性生殖是由雄配子和雌配子結(jié)合成為一個(gè)合子。合子形成后,一般要經(jīng)過(guò)休眠才發(fā)生成新個(gè)體。有些藻類(lèi),一個(gè)合子發(fā)生一個(gè)新個(gè)體;或經(jīng)分裂發(fā)生多個(gè)新個(gè)體。配子形成合子,有四種類(lèi)型:1.同配生殖雌、雄配子的形態(tài)與大小都相同即同形的動(dòng)配子相接合。2.異配生殖雌雄配子的形態(tài)相似而大小不同。即大小不同的兩個(gè)動(dòng)配子相接合。3.卵配生殖雌、雄配子的形狀,大小都不相同,卵(雌配子)較大,不能運(yùn)動(dòng)。精子(雄配子)小,有鞭毛,能運(yùn)動(dòng)。4.接合生殖是靜配子接合,即靜配同配生殖。它由兩個(gè)成熟的細(xì)胞發(fā)生接合管相接合或由原來(lái)的部分細(xì)胞壁相結(jié)合,在接合處的細(xì)胞壁溶化,兩個(gè)細(xì)胞或一個(gè)細(xì)胞的內(nèi)含物,通過(guò)此溶化處在接合管中或進(jìn)入一個(gè)細(xì)胞中相接合而成合子。這種接合生殖是綠藻門(mén)接合藻目所特有的有性生殖方法。(三)有性生殖50(三)藻類(lèi)的生活史生活史(生活周期)是指某種生物在整個(gè)發(fā)育階段中所經(jīng)歷的全部過(guò)程,或一個(gè)個(gè)體從出生到死亡所經(jīng)歷的各個(gè)時(shí)期。藻類(lèi)生活史有營(yíng)養(yǎng)生殖型、無(wú)性生殖型、有性生殖型和無(wú)性和有性生殖混合型4種類(lèi)型(圖1-2):(三)藻類(lèi)的生活史511.營(yíng)養(yǎng)生殖型:生活史僅有營(yíng)養(yǎng)生殖,只能以細(xì)胞分裂的方式來(lái)進(jìn)行生殖。藍(lán)藻和裸藻等一些單細(xì)胞藻類(lèi)屬此。1.營(yíng)養(yǎng)生殖型:生活史僅有營(yíng)養(yǎng)生殖,只能以細(xì)胞分裂的方式來(lái)進(jìn)522.無(wú)性生殖型是生殖細(xì)胞(孢子)不經(jīng)結(jié)合,直接產(chǎn)生子代的生殖方式。無(wú)性生殖型是指生活史中沒(méi)有有性生殖,沒(méi)有減數(shù)分裂。如小球藻、柵藻等。
2.無(wú)性生殖型是生殖細(xì)胞(孢子)不經(jīng)結(jié)合,直接產(chǎn)生子代的生殖533.有性生殖型有雙相型和單相型兩種類(lèi)型。前者生活史中僅有一個(gè)雙倍體(diploid)的藻類(lèi),只行有性生殖,減數(shù)分裂(R)發(fā)生在產(chǎn)生配子之前。如綠藻門(mén)管藻目的一些種類(lèi),硅藻和褐藻門(mén)鹿角藻目就屬于這種類(lèi)型;后者生活史中是單倍體藻類(lèi),僅合子是雙倍體核相(2n),即靜配同配,如水綿和輪藻。
3.有性生殖型有雙相型和單相型兩種類(lèi)型。前者生活史中僅有一個(gè)544.無(wú)性和有性生殖混合型(1)是指生活史中既行無(wú)性生殖,又行有性生殖的藻類(lèi)。這兩個(gè)時(shí)期可隨生活環(huán)境的改變而出現(xiàn),也可以是生活史中相互交替的兩個(gè)階段。(1)生活史中無(wú)世代交替。如衣藻Chlamydomonas、團(tuán)藻Volvox、絲藻Ulotrix等,
它們常是在生長(zhǎng)季節(jié)末期才行有性生殖,是對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)。生活史中無(wú)世代交替,其植物體為單相型。在有性生殖過(guò)程中,減數(shù)分裂發(fā)生在合子形成之后,新植物體產(chǎn)生之前。
4.無(wú)性和有性生殖混合型(1)是指生活史中既行無(wú)性生殖,又行554.無(wú)性和有性生殖混合型(2)(2)生活史中有世代交替現(xiàn)象。即生活史中有2個(gè)或3個(gè)植物體(如真紅藻綱),在生活史中相互交替出現(xiàn)。相互交替出現(xiàn)的植物體有的為雙倍體(2n),有的為單倍體(n)。雙倍體的植物體行無(wú)性生殖,經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生孢子,因此雙倍體的植物又叫孢子體。單倍體的植物體行有性生殖,產(chǎn)生雌雄配子或精子和卵,因此單倍體的植物體又叫配子體。由孢子長(zhǎng)出單倍體的植物體。從孢子開(kāi)始一直到產(chǎn)生配子,這一階段都是單倍體時(shí)期,總稱(chēng)為有性世代;由合子萌發(fā)為孢子體,一直到孢子體行減數(shù)分裂產(chǎn)生孢子之前,這一階段是雙倍體時(shí)期,稱(chēng)為無(wú)性世代。這種生活史中有無(wú)性世代和有性世代相互交替的現(xiàn)象叫做世代交替。也就是說(shuō),只有在生活史中,有一個(gè)雙倍的產(chǎn)生孢子的孢子體和一個(gè)單倍的產(chǎn)生配子的配子體二者有規(guī)律地相互交替出現(xiàn),才是真正的世代交替。凡是能行有性生殖的藻類(lèi),在其生活史中的某一階段必然會(huì)出現(xiàn)減數(shù)分裂,因此也就必然有核相交替的現(xiàn)象。在有世代交替的生活史中,如果配子體和孢子體的形態(tài)結(jié)構(gòu)上基本相同的,稱(chēng)為同形世代交替,如石莼Ulva、剛毛藻Cladophola;如果配子體和孢子體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)不相同的,稱(chēng)為異形世代交替。如萱藻Scytosiphon、海帶Laminaria和裙帶菜Undaria等,前者配子體占優(yōu)勢(shì),后兩者孢子體占優(yōu)勢(shì)。
4.無(wú)性和有性生殖混合型(2)(2)生活史中有世代交替現(xiàn)象。56四、分類(lèi)
藻類(lèi)在植物界屬于低等植物。其拉丁文名為Algea系由林奈(Linnaeus)所定。過(guò)去林奈將藻類(lèi)歸入隱花植物綱Cryptogamia,藻類(lèi)目Algea。又稱(chēng)裂殖植物、孢子植物等名稱(chēng)。藻類(lèi)學(xué)家一般將藻類(lèi)共分11個(gè)門(mén),其順序如下:1.藍(lán)藻門(mén)Cyanophyta2.金藻門(mén)Chrysophyta3.黃藻門(mén)Xanthophyta4.硅藻門(mén)Bacillariophyta5.甲藻門(mén)Pyrrophyta6.隱藻門(mén)Cryptophyta7.裸藻門(mén)Euglenophyta8.綠藻門(mén)Chlorophyta9.輪藻門(mén)Charophyta10.褐藻門(mén)Fhaeophyta11.紅藻門(mén)Rhodophyta浮游藻類(lèi)一般多見(jiàn)于前八個(gè)門(mén),輪藻、褐藻門(mén)和紅藻門(mén)主要是大型藻類(lèi)。
四、分類(lèi)
藻類(lèi)在植物界屬于低等植物。其拉丁文名為Algea57一篇浮游植物-課件58五、生態(tài)分布和意義(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(二)藻類(lèi)與人類(lèi)生活的關(guān)系五、生態(tài)分布和意義(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)59(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(1)藻類(lèi)在地球上的分布很廣,從炎熱的赤道至常年冰封的極地,無(wú)論是江河湖海、溝渠
塘堰,各種臨時(shí)性積水,或是潮濕地表、墻壁、樹(shù)干、巖石、甚至沙漠、積雪上都有藻類(lèi)
的蹤跡。但藻類(lèi)主要生活在水體中。藻類(lèi)主要營(yíng)自養(yǎng)自由生活,有的則營(yíng)共生或寄生生
活。藻類(lèi)在長(zhǎng)期演化過(guò)程中。以自身的形態(tài)構(gòu)造、生理和生態(tài)特點(diǎn)適應(yīng)著生活的環(huán)境,從
而形成了各種生態(tài)類(lèi)群(型)。就藻類(lèi)生活環(huán)境的特點(diǎn)及其與環(huán)境的相互關(guān)系,主要可歸納浮游藻類(lèi)、底棲藻類(lèi)和附著藻類(lèi)等生態(tài)類(lèi)群。(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(1)藻類(lèi)在地球上的分布很廣,從炎熱的赤60(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(2)溫度對(duì)藻類(lèi)的分布具有重要影響。海藻的分布主要是以對(duì)溫度的要求來(lái)決定的。如40N°以北的海區(qū)是以海帶屬Laminaria的存在為特征的,在北半球40N°以南是以馬尾藻Sargassum為特征的。淡水藻類(lèi)對(duì)水溫的適應(yīng)性也各異,一些有鞭毛能運(yùn)動(dòng)的鞭毛藻類(lèi)和小型藻類(lèi)在冬天冰下水體中出現(xiàn),許多硅藻和金藻在春秋季節(jié)出現(xiàn),而有些藍(lán)藻和綠藻僅在夏天水溫較高時(shí)才出現(xiàn)。一些藍(lán)藻如兩棲顫藻Oscillatoriaamphibia、O.carboniciphila、尖頭顫藻O.acuminata
和溫泉大顫藻O.principisthermalis(30~48℃)。
(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(2)溫度對(duì)藻類(lèi)的分布具有重要影響。海藻61(一)藻類(lèi)的分布特點(diǎn)(3)藻類(lèi)可分布于海水、淡水和內(nèi)陸鹽水中。由于單細(xì)胞藻類(lèi)對(duì)環(huán)境的改變有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,由于世代時(shí)間極短,通過(guò)較小的遺傳變異,在一定時(shí)間內(nèi)
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