真核藻類

真核藻類

一群沒有根、莖、葉分化,能進行光合作用的低等自養真核植物,大約出現於15億~14億年前。上個世紀70年代初,Lee 首先報導了真核藻類的病毒粒子,Gibbs等則是最早對真核藻類病毒進行分離和鑑定,他們發現一種特異性地感染綠藻門的珊瑚輪藻(Chara corallina)的病毒,將其命名為珊瑚輪藻病毒(CCV).真核藻類病毒與藍藻病毒有很大差異,是一類比藍藻病毒大得多的dsDNA病毒,其基因組大小為180~560 kb,分類學上屬於“藻類病毒科 (Phycodnavifidae)”,由4個屬組成:綠藻病毒屬(Chlorovirus),寄生藻病毒屬(Prasinvirus),金藻病毒屬(Prymnesiovirus),褐藻病毒屬(Phaeovirus) .習慣上稱為“藻病毒”(phycovir.US).。

藻體的形態結構

真核藻類的生活史----合子減數分裂(核相交替)真核藻類的生活史----合子減數分裂(核相交替

形態:單細胞、各式群體、絲狀體、葉狀體、管狀體
大小:幾個微米——幾米(海帶)——百米(巨藻)
結構簡單,無明顯組織分化
少數種類有表皮層、皮層和髓的分化,如海帶
植物體通常稱為原植體(thallus)

細胞結構

真核藻類的生活史----配子減數分裂(核相交替)真核藻類的生活史----配子減數分裂(核相交替)

細胞壁:大多數具細胞壁,僅隱藻、裸藻、多數金藻無
細胞核:均具真核,有核膜、核仁,出現染色體
細胞器:具質體、線粒體、內質網、高爾基體、液泡等
光合器(載色體):杯、盤、帶、星、塊、網狀等多種形態;綠藻和輪藻形成簡單的基粒,其餘藻類不形成基粒
光合色素:①葉綠素類:葉綠素a、b、c、d4種;
②類胡蘿蔔素類:5種胡蘿蔔素和多種葉黃素
③藻膽素類:紅藻、隱藻和甲藻中含藻膽素
葉綠體:含葉綠素a、b,呈綠色的光合器
色素體:含葉綠素c或d,呈褐、黃褐或紫紅色的光合器

生殖結構

單細胞(單室)
多細胞(多室)孢子囊或配子囊,無不育細胞壁層
藏精器藏卵器(輪藻),有不育細胞壁層

鞭毛和眼點

除紅藻門外真核藻類的營養體或生殖細胞多具鞭毛
鞭毛的結構均為(9+2)型模式
尾鞭型鞭毛:鞭毛表面光滑
茸鞭型鞭毛:鞭毛表面有很多橫生的纖細茸毛
眼點:遊動細胞的光感受器,圓形或橢圓形,由類嗜鋨脂滴組成

繁殖

營養繁殖:細胞分裂、藻體斷離、繁殖小枝
無性生殖:產生無性孢子—遊動孢子、不動孢子等
有性生殖:①同配生殖
②異配生殖
③卵式生殖
合子或受精卵脫離母體,產生新藻體
合子或受精卵不發育成胚

真核藻類的生活史

合子減數分裂:合子萌發時進行減數分裂,具核相交替(圖9-1)
配子減數分裂:形成配子時進行減數分裂,具核相交替(圖9-2)
孢子減數分裂:形成孢子時進行減數分裂(圖9-3)
有孢子體和配子體兩種植物體,即具世代交替
同形世代交替;孢子體和配子體外形相似
異形世代交替:配子體和孢子體在外形上不同

生境與分布

真核藻類的生活史----孢子減數分裂(世代交替)真核藻類的生活史----孢子減數分裂(世代交替)

絕大多數真核藻類生於淡水、海水、鹹淡水等各種水體中
也有生於潮濕的土表、岩面、樹皮、牆壁等處
有的種類生於高山積雪上,也有的與真菌等生物共生
生活型:浮游、附著、固著、底棲

主要門類及其分門依據

真核藻類通常分為10個門,即隱藻門、甲藻門、金藻門、黃藻門、硅藻門、褐藻門、紅藻門、裸藻門、綠藻門和輪藻門。
真核藻類的分門依據:
藻體的形態
細胞壁的成分和結構
光合器的結構和光合色素的種類
貯藏的光合產物
鞭毛的類型、數目和著生位置
生殖方式
生活史

綠藻門和輪藻門

綠藻門

8600餘種,分布廣
藻體:單細胞、群體、絲狀體、葉狀體、管狀體等
細胞壁由纖維素構成
含葉綠素a、b,葉綠體中有一至多個蛋白核
儲藏物質主要為澱粉
少數種類的營養體和多數種類的孢子或配子多具2條或4條頂生等長的鞭毛,少數1、8或多條,尾鞭型
90%分布於淡水或潮濕土表等處,10%海產

輪藻門

多細胞具分枝:主枝、短枝、刺狀突起,有假根固定植株,主枝和側枝分化成節和節間,頂端細胞、中央細胞和皮層。
卵式生殖:生殖器官為多細胞,卵囊:管細胞5、冠細胞5、卵細胞1;精子囊:盾細胞(桔紅色載色體)→盾柄細胞→頭細胞→次級頭細胞→精囊絲→精子(頂生兩個等長鞭毛)合子休眠後減數分裂後發育成新個體。
營養繁殖:藻體斷裂、珠芽繁殖

硅藻門

單細胞或彼此相連成各式群體。最突出特點是其細胞結構和繁殖方式。
細胞壁由兩個套合的矽質半片組成;套在外邊的稍大的半片稱上殼,套在裡邊的稍小的半片稱下殼。
繁殖方式:主要為細胞分裂,母細胞的上下殼均形成子細胞的上殼,而下殼則各自分泌形成。

褐藻門

褐藻植物體是多細胞的,有的有組織分化。細胞有壁,分為兩層,內層是纖維素的,外層是藻膠組成的。同時在細胞壁內還含有褐藻糖膠。載色體含有葉綠素a和c、β-胡蘿蔔素和6種葉黃素。葉黃素中有1種叫墨角藻黃素,使藻體呈褐色。細胞光合作用積累的貯藏食物,主要是褐藻澱粉和甘露醇。
褐藻的精子和遊動孢子一般具2條不等長側生鞭毛,向前方伸出的1條較長,是茸鞭型;向後方伸出的1條較短,是尾鞭型的。

褐藻褐藻

紅藻門

植物體多數是多細胞的,少數是單細胞的。某些種類有一定的組織分化。
細胞壁內層為纖維素質的,外層是果膠質的。
載色體中含有葉綠素a和d、β-胡蘿蔔素和葉黃素類,此外,還有藻膽素和藻藍素,故藻體多呈紅色。
紅藻細胞中貯藏紅藻澱粉和紅藻糖。

紅藻紅藻

地位及其經濟價值

真核藻類在水生生態系統中的地位

真核藻類是水生生態系統中的初級生產者
沒有真核藻類和原核藻類,水生生態系統將不能維持,其它一切生物將不能生存。
赤潮與水華
海水受到污染,使海水富營養化,在一定條件下浮游生物大量增殖,引起海水發生染色變化的現象——紅褐色、黃褐色等
赤潮主要由真核藻類的甲藻和硅藻形成——中國沿海有19種甲藻和18種硅藻能形成赤潮
水質監測和水質淨化
有些種類僅能生活在清潔水體中
如果水體受到某些重金屬或化學物質污染,絕大多數藻類均不能生存,僅有極少數種類可以生長

真核藻類的經濟價值

食用——海帶、紫菜等
藥用——小球藻、刺松藻等
工業原料——海帶、巨藻、昆布等。

病毒

國外文獻中對真核藻細胞中具有病毒特徵、尚未定性的活性粒子,一般用“病毒類似顆粒”(viruslikeparticles,VLPs).除了近年來小球藻病毒(Chlorellaviruses)和褐藻類的長囊水雲(Ectocarpussiliculosus)及費氏藻(Feldmanniasp.)等病毒的研究比較詳細之外,真核藻類病毒和病毒類似顆粒的性質以及感染宿主的情況,遠不如藍藻病毒那么清楚.真核藻類病毒和病毒類似顆粒(VLPs)絕大多數是多角體粒子(polyhedralspatti—cles),只有個別是例外,如CCV是桿狀.它們一般在宿主細胞中的部位不是固定的:有的病毒或者病毒類似顆粒出現在細胞核內,有的在細胞質中,有的在這兩處同時出現.大多數藻細胞中含有1種病毒或者病毒類似顆粒,但少數的細胞含有2種或3種;藻類病毒和病毒類似顆粒對藻細胞的感染情況也不同於藍藻病毒,絕大多數真核藻類的營養細胞不含有病毒或病毒類似顆粒,它們只存在於生殖細胞或由其萌發的植物幼體中,它們對宿主的感染大多數情況下只發生在藻的孢子時期,而且並非含有病毒或病毒類似顆粒的細胞都溶解,真正溶解的細胞只是極少數.現有證據表明,在兩種海水褐藻中發現潛伏感染和溶源現象

各門真核藻類主要特徵比較

藻體形態 細胞壁 鞭毛 生殖結構 光合產物及分布
隱藻門 單細胞,縱扁 無細胞壁 兩條,略等或不等長,自腹側前連線埠溝伸出 單細胞(單室) 澱粉、油滴,多淡水產,個別種類海產
甲藻門 絕大多數單細胞 纖維素板片構成,多具1縱、1橫溝 多2條,橫溝一條茸鞭型,縱溝一條尾鞭型 同上 澱粉、油滴,淡、海水產,主要赤潮產物,細胞核為間核(中核)
金藻門 單細胞、群體或絲狀體 多無壁,有的表面具有矽質的小鱗片、小刺或囊殼 1條、2條或3條,頂生等長或不等長 同上 金藻昆布糖、油滴,多淡水產,海水中也常見
黃藻門 單細胞、群體,絲狀體或多核管狀體 單、絲型壁,由2片套成,纖維質 2頂生不等長,長茸鞭向前,短尾鞭向後 同上 金藻昆布糖、淡水產
硅藻門 單細胞或各式群體 矽質上、下殼套合而成,具各式花紋 有些種類的精子或小孢子具鞭毛,1或2條 同上 金藻昆布糖、油滴,淡、海水均多產,分布廣,主要赤潮產物
褐藻門 多細胞、絲、葉、管狀等,有的有一定組織分化 具細胞壁,含有纖維素和藻膠 多數種類生殖細胞具有2條側生不等長鞭毛 單細胞(單室),多細胞(多室) 裸藻澱粉、甘露醇,絕大多數海產
裸藻門 絕大多數單細胞 無壁,有的具囊殼 多1或2條鞭毛,自端胞口伸出 僅以細胞分裂進行生殖 副澱粉(裸藻澱粉),多淡水產,極少海產
綠藻門 單細胞、群體、葉狀體、絲狀體等 具纖維素的胞壁 多為2、4,頂生、等長,尾鞭型 單細胞(單室) 澱粉,多淡水產,一部分海產
輪藻門 藻體較大,有明顯的節和節間 同上 精子具2條等長鞭毛,尾鞭型 多細胞,具不育細胞,雄藏精氣,雌藏卵器 澱粉,多淡水產
紅藻門 極少單細胞,大多多細胞絲狀、葉狀、枝狀等 細胞壁由纖維素和藻膠構成 單細胞(單室) 紅藻澱粉,多為海產

真核藻類光合器結構和光合色素比較

1層葉綠體內質網膜,3條類囊體形成一束裸藻門 Euglenophyta蝦青素,葉黃素,菜黃素等

表格名稱
光合器 葉綠素類 胡蘿蔔素類 葉黃素類 藻膽素類
隱藻門Cryptophyta 2層葉綠體內質網膜,2條類囊體形成一束 a,c α、β、ε 矽甲藻素,甲藻黃素 含有
甲藻門Pyrrophyta 1層葉綠體內質網膜,3條類囊體形成一束 a,c β 矽甲黃素、多甲藻素、甲藻黃素等 某些種類含有
金藻門Chrysophyta 2層葉綠體內質網膜,3條類囊體形成一束 a,c β 墨角藻黃素、硅藻黃素、矽甲藻黃素
黃藻門Xanthophyta 同上 a,c β 矽甲藻素等
硅藻門Bacillariophyta 同上 a,c α、β、ε 墨角藻黃素、硅藻黃素、矽甲藻黃素
褐藻門 Phaeophyta a,c α、β 墨角藻黃素,葉黃素等
裸藻門 Euglenophyta a,b β 蝦青素,葉黃素等
綠藻門 Chlorophyta a,b α、β 蝦青素,葉黃素,菜黃素等
輪藻門 Charophyta 同上 a,b β、γ、番茄紅素 未知
紅藻門 Rhodophyta 無葉綠體內質網膜,類囊體單條,不成束 a,d α、β 蒲公英黃素、葉黃素等 含有

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