藻體的形態結構
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
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
藏精器和藏卵器(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
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。
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。
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
門 | 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 | 無 | 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
門 | 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 |