藻类学
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海洋植物(marine plants):是海洋中利用叶绿素进行光合作用以生产有机物的自养型生物。
浮游植物(phytoplankton):是一个生态学概念,指在水中以浮游生活的微小植物,通常浮游植物就是指浮游藻类。生物碳泵:通过光合作用将无机碳转化为有机碳,之后在食物网中转化、物理混合、输送及重力沉降等物理过程。生物泵的度量——颗粒有机碳POC
藻类:是无胚而具叶绿素的自养叶状体孢子植物。
藻类的细胞壁由两种成分组成:
➢1)纤维组分(最常见的是纤维素),用来形成细胞壁骨架;
➢2)无定形成分,形成一层内部包埋有纤维组分的基质。
●蓝藻门、绿藻门的主要由纤维素和果胶质组成
●硅藻的主要成分为SiO2.nH2O
●红藻、褐藻等主要成分为纤维素和藻胶
●褐藻和红藻中的无定形黏液成分含量最高,有多种多糖成分可以用于商业开发。
●褐藻酸、岩藻多糖、琼脂、卡拉胶。
色素体(chloroplast):是藻类光合作用的场所,形态多样,有杯状、盘状、星状、片状、板状和螺旋带状等。
➢色素体位于细胞中心(称轴生)或位于周边,靠近周质或细胞壁(称周生)。
淀粉核是叶绿体的分化区域,与光合作用产物淀粉的积聚有关。
色素成分可分为4大类:
叶绿素(chlorophyll)、胡萝卜素(carotene)、叶黄素(lutein)和藻胆素(phycobelin)。
●叶绿素a存在于所有的光合藻类当中,功能是辅助光合色素(吸收峰位于663nm和430nm);
●叶绿素b存在于裸藻门和绿藻门当中,功能是在光合作用过程中作为捕光色素,将吸收的光能传递给叶绿素a(吸收峰位于645nm和435nm);
●叶绿素c存在于甲藻门、隐藻门和不定鞭藻门中;
●叶绿素d的存在于某些蓝细菌中。
1)绿藻与高等植物利用叶绿素a/b结合蛋白
2)褐藻与金褐藻(硅藻、金藻、甲藻、褐藻及其相关类群)利用的的是岩藻黄素叶绿素a/c复合体。适合吸收蓝光和绿光。
3)蓝细菌、隐藻和红藻使用藻胆体作为主要捕光复合体。
同化产物
➢各门藻类的色素成分与比例不同,光合作用同化产物不同。
蓝藻门:蓝藻淀粉
褐藻门:褐藻淀粉+甘露醇+昆布糖
黄藻门+硅藻门:以脂肪为主,金藻昆布糖
甲藻门:淀粉或淀粉状化合物
绿藻门:淀粉
红藻门:红藻淀粉,遇碘变红紫色
➢绿藻的贮藏物都在色素体内,而其他藻类的贮藏物均在色素体外。
无性繁殖分为分裂生殖、孢子生殖和营养生殖
所有的微型海藻,即浮游植物都主要采用分裂生殖来繁殖。
孢子生殖(spore reproduction)厚壁孢子与休眠孢子都是由藻体细胞直接通过细胞加厚和积聚养分而形成的,具有抵抗不良环境的能力。
厚(垣)壁孢子(akinete): 在丝状体上产生的休眠孢子。厚壁孢子在寒冷或干燥时,除本身细胞壁外,还产生三层宽厚的包被,且孢子的原生质充满着各种贮存物,在环境适宜时萌发成新个体。
休眠孢子(resting spore, hypnospore):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。硅藻中常见,甲藻中称饱囊。
复大孢子:是硅藻的一种特殊繁殖方式,原生质体在细胞壳中膨大,直至两个细胞壳分离,复大孢子的直径比母体大一倍左右
四分孢子:是红藻门物种无性生殖中产生的主要孢子类型。母细胞减数分裂产生细分孢子囊,有四个孢子,为单倍体,形态上完全一样,但本质上有性的差别,两个为雄配子体,两个为雌配子体。
似亲孢子:与母细胞相同形态的不动孢子。
果孢子:是红藻生活史中的特殊个体果孢子体所产生,果孢子体寄生在雌配子体上,是由合子经过或不经过减数分裂形成,果孢子体萌发的藻体,有配子体也有孢子体。
内壁孢子:金藻特有的生殖细胞。
内生孢子:蓝藻由于产生孢子方式的不同所产生的不动孢子。
异形胞:是蓝藻的一种特有细胞,它由营养细胞通过细胞壁增厚所产生,异形胞内能产生内生孢子,并萌发出新藻丝体。
营养繁殖:不经过任何生殖细胞(配子或者孢子)而进行的繁殖方式。养料充足、温度适合环境中进行。
➢营养生殖常见的方式:
➢细胞分裂:单细胞藻类
➢群体破碎:群体
➢藻丝体断裂:丝状体
有性繁殖:通过生殖细胞-配子的结合形成合子,合子萌发(经减数分裂)形成新的植物体,或由合子产生孢子,再由孢子萌发成新个体。
➢配子形成合子,有四种类型:
➢同配生殖
➢异配生殖
➢卵式生殖:马尾藻
➢接合生殖:绿藻门接合藻目
生活史(生活周期):指某种生物在整个发育阶段中所经历的全部过程,或一个个体从出生到死亡所经历的各个时期。
➢藻类生活史分4种类型:
➢营养生殖型:
➢无性生殖型:
➢有性生殖型:单相型,双相型
➢无性和有性生殖混合型:无世代交替,有世代交替
a.营养生殖-蓝藻、裸藻等单细胞藻类
b.无性生殖-小球藻、栅藻等
c.植物为单相型的有性生殖-水绵、轮藻
d.植物为双相型的有性生殖-绿藻门(管藻目)、硅藻、褐藻门(鹿角藻目)
e.无世代交替的无性、有性生殖混合型-衣藻、团藻、丝藻等
f.有世代交替的无性、有性生殖混合型-石莼、刚毛藻、海带、裙带菜等
原核核糖体:70S大亚基包含5S和23S rRNA及34种核糖体蛋白质。30S小亚基包含一个16SrRNA和21种蛋白。真核核糖体:60S大亚基包含28S、5.8S和5SrRNA及49种蛋白质。40S小亚基包含18SRNA和33种蛋白。
蓝藻
蓝藻:是一类最原始、构造简单的自养生物,为单细胞或群体。
内共生(endosymbiosis):被认为是真核生物叶绿体和线粒体的起源(Rai 1990, Douglas 1994)。蓝藻还是唯一一类可以进行生物固氮的藻类。
蓝藻是植物界中最原始、最古老的生物
●体现在四方面:原核生物;无色素体及其他细胞器;叶绿素中仅含叶绿素a;生殖为简单的裂殖
蓝藻的细胞原生质体
分中央质和周质两部分
中心质又称中央体,存在于细胞中央,含DNA,无核膜和核仁
周质,又称色素质
光合结构:类囊体
光合色素:叶绿素a;β胡萝卜素和叶黄素;
藻胆素(藻红素、藻蓝素、别藻蓝素的合称),藻体为蓝绿色
光合产物:主要为蓝藻淀粉(遇碘呈红褐色)
蓝藻的繁殖方式