植物分类学
植物在生物界中的地位
在我们生存的这个星球上存在着各种各样的生命形式，植物（plant）就是其中最重要的一大类。人类对植物和其他生物的研究和认识有一个漫长的历史，人们为了建立一个能反映自然演化过程和彼此间亲缘关系的分类系统，作了长期不懈的努力，使其日臻完善。
瑞典的博物学家林奈（ 1735 ）在《自然系统》《Systema Naturae》。
植物界（Kingdom plant）：固着不动，自养。
动物界（Kingdom animal）：能运动，异养。

1753年发表的巨著《植物种志》中将植物分成24纲，把动物分成6纲。这就是通常所说的生物分界的两界系统。这在当时的科学技术条件下是有重大科学意义的。至今，许多植物学和动物学教科书仍沿用两界系统。
1866年德国的著名生物学家海克尔（Haeckel）提出成立三界系统。

植物界（Kingdom plant）
动物界（Kingdom animal）
原生生物界（Kingdom protista）：包括原核生
物、原生生物、硅藻、粘菌和海绵等。
1959年，魏泰克（Whittaker）提出了四界分类系统：
植物界（Kingdom plant）
动物界（Kingdom animal）
原生生物界（Kingdom protista）
真菌界（Kingdom fungi）：不含叶绿素的真
核菌类
十年后，魏泰克在他的四界系统的基础上，又提出了五界系统：
植物界（Kingdom plant）
动物界（Kingdom animal）
原生生物界（Kingdom protista）
真菌界（Kingdom fungi）
原核生物界（Kingdom Monera）
魏泰克的五界系统影响较大，流传较广。但是对魏泰克的四界、五界系统中的原生生物界不少学者存在质疑和反对意见，因为它所归入的生物比较庞杂、混乱，认为不能作为一个自然的分类群。
藻类植物
东莞中学 13-14生物竞赛辅导
内 容
藻类植物概述
1
蓝藻门、裸藻门、甲藻门
2
硅藻门、绿藻门
3
红藻门、褐藻门
4
藻类植物概述： 藻类的形态结构特点
自养型的原始低等植物，构造简单，没有根茎叶的分化，多为单细胞、多细胞群体、丝状体、叶状体和枝状体等，仅少数具有组织和类似根茎叶的分化。　　具有同高等植物一样的叶绿素、胡萝卜素、叶黄素，另含有藻蓝素、藻红素、藻褐素等其他色素。
光合作用产物，各类藻类有别：蓝藻→蓝藻淀粉；绿藻→淀粉、脂肪；褐藻→褐藻淀粉、甘露醇；红藻→红藻淀粉。
无胚植物（合子直接形成新个体）
藻类植物概述：藻类的繁殖
1.营养繁殖：藻体的一部分由母体分离出去而长成一个新的个体。
2.无性生殖：产生孢子，产生孢子的囊状结构称为孢子囊，孢子不需结合就可以长成一个新的个体。
具有鞭毛的能游动的孢子称游动孢子，不具鞭毛不能游动的称静孢子和厚壁孢子。
3.有性生殖：产生配子，产生配子的母细胞（囊状结构）称为配子囊，一般情况下，配子必须结合成合子，由合子萌发长成新的个体，或由合子产生孢子长成新的个体。
藻类植物的分类
分类依据:
1、藻类植物的形态；
2、鞭毛的有无、数目、类型、着生位置；
3、细胞壁的成分；
4、载色体的结构及光合作用色素种类；
5、贮藏养分的类别；
6、细胞核的构造；
7、繁殖方式；
8、生活史类型。
现代的藻类有九大家族——蓝藻、绿藻、裸藻、硅藻、甲藻、红藻、黄藻、金藻和褐藻。
蓝藻门
一、蓝藻门的一般特征：
㈠形态与构造：
1、 细胞原核，无色素体。
2、 藻体无鞭毛。
3、 光合色素主要为叶绿素a、藻蓝素和藻红素
4、 贮存养分为蓝藻淀粉。
5、 细胞壁(粘肽)外层为胶质鞘。
6、 藻体有单细胞、群体、丝状体三种形态
7、 繁殖方式主要采用直接分裂和藻殖段。
蓝藻门
㈡繁殖：
通过细胞分裂进行繁殖。
单细胞蓝藻细胞分裂后，形成单细胞个体；
群体和丝状体蓝藻主要靠断裂来增加个体。断离的丝状体称为藻殖段。藻殖段是由异形胞分隔形成的，或是由于丝状体中某些细胞的死亡，或在两个细胞之间形成双凹形分离盘等。异形胞是由营养细胞形成的，大小与营养细胞很相似，但壁厚，所含的物质均匀透明。

蓝藻除了营养繁殖外，还可产生孢子进行无性繁殖。在丝状体类型中产生厚壁孢子。厚壁孢子由普通营养细胞体积增大，营养物质的积累和细胞壁的增厚形成的。孢子可长期休眠，以渡过不良环境。环境适宜时，孢子萌发，分裂形成新的丝状体。
厚壁孢子和异形胞
分离盘
代表植物：1500种
（1）颤藻属 Oscillatoria
植物体为一列细胞组成的丝状体，能前、后、左、右摆动。植物以藻殖段进行繁殖。
（2）念珠藻属 Nostoc
植物体为念珠状丝状体，外有公共的胶质鞘包被而成片状。俗称：地木耳
（3）鱼腥藻属 Anabaena
植物体为念珠状丝状体，但无胶质鞘。
与红浮萍（满江红，蕨类植物）共生，能固氮，可作生物绿肥
（4）螺旋藻属 Spiralina
植物体为一列细胞组成的丝状体，无鞘，呈螺旋弯曲。
蛋白质含量达干重的56%，含多种重要氨基酸，还有可吸收性的铁、维生素B12、β—胡萝卜素等，还提取出具消炎、抗肿瘤成分。
被联合国粮农组织推荐为“21世纪人类最理想的保健食品”。
裸藻门
一、形态结构
1、有显著的载色体和贮藏泡。（植物细胞特点）
2、无细胞壁、藻体会变形。（动物细胞特点）
3、贮存裸藻淀粉和油。
4、具红色眼点和茸鞭型鞭毛。鞭毛由中央轴丝和外部的鞭毛鞘组成。鞭毛鞘外有1列螺旋排列的鞭茸，轴丝由微管组成。轴丝为9+2
5、载色体内含有叶绿素a和叶绿素b，β--胡萝卜素和3种叶黄素。
裸藻鞭毛内的轴丝（9+2）
二、繁殖：以细胞纵裂的方式进行繁殖。胶质状态下，细胞分裂先失去鞭毛，并分泌胶被。细胞在胶被内反复分裂，形成许多细胞的胶群体。每个细胞将来发育成1个新个体。
没有无性生殖，有性生殖不能确定。

三、分布：多数分布在淡水中，是水质污染的指示植物。
甲藻门
一、形态构造：
大多数甲藻是单细胞，少数种类为球胞形或丝状体。细胞球形或长椭圆形。
细胞裸露或具细胞壁。
载色体多数，由3层膜包围。光合片层是由3条类囊体叠成。含有叶绿素a和c、β--胡萝卜素、多甲藻素、硅甲藻素等。
同化产物是淀粉和油。
运动细胞具两条鞭毛。1为尾鞭形，1为茸鞭形。鞭毛鞘内有9+2条轴丝。极少数无鞭毛，
繁殖：主要以细胞分裂的方式繁殖。也可产生游动孢子、不动孢子和厚壁孢子。有性生殖是同配 。
硅藻门
一、硅藻门的一般特征：
㈠形态构造：
植物体为单细胞或丝状体。细胞壁由两个半片（瓣）组成，分别称上壳和下壳。
壳面（瓣的正面）可分为两种类型：辐射硅藻类和羽 纹硅藻类。侧面（两瓣套合的部位）很像一条形的带，称环带。
载色体有4层膜，含有叶绿素a和c；α、β--胡萝卜素和墨角藻黄素等。同化产物是金藻昆布糖和油。
硅藻营养体无游动细胞，仅精子具鞭毛，鞭毛茸鞭型，轴丝9+0。（硅藻特有）
㈡繁殖：以细胞分裂的方式进行繁殖。原生质沿着瓣面平行的方向分裂，老的半片作为上壳，子原生质体分泌出另一半细胞壁，即下壳。
并进行有性生殖，产生复大孢子的方式恢复细胞大小。
㈢分布：分布于水体和陆地上，种类很多，分布极广。
子细胞中，只有一个保持原大，其余的细胞递次减小
硅藻门
附：生殖及生活史：
繁殖主要有二种：细胞分裂和产生复大孢子。
生活史为核相交替。

卵囊（2n） 卵（n）
植物体（2n） 合子
精子囊（2n） 精子（n）


只有一种二倍体植物的生活史。
原绿藻门
原绿藻是介于蓝藻和绿藻之间的一种类型，最初由美国藻类学家于加利福尼亚海湾在海鞘类动物的泄殖腔中发现，以蓝藻门的生物物种命名并发表（1975），后经研究另立为原绿藻门。
我国藻类学家曾呈奎1980年3月在西沙群岛也发现了生于苔藓虫上的原绿藻。
原绿藻的主要特征
单细胞（直径6-25um），原核；含叶绿素a，不含藻胆素。
原绿藻的发现对于研究藻类的系统演化具有重要意义。
绿藻门
一、基本特征
（1）真核生物
（2）所含色素（叶绿素a、b，叶黄素、胡萝卜素）、贮藏物质（淀粉）均与高等植物相同
（3）壁有纤维素、果胶质、几丁质
（4）少数种类营养细胞有鞭毛，多数种类只有繁殖时产生具鞭毛的游动孢子和配子。运动细胞有两条顶生或四条顶生等长鞭毛。鞭毛由9+2条轴丝，尾鞭型。

大多数植物学家认为现代等高植物是由绿藻的祖先进化而来的。
丝状体
（4）藻体：单细胞、群体、多细胞 叶状体
枝状体
（5）繁殖：营养繁殖、无性生殖和有性生殖。
⒈营养繁殖：群体、丝状体以细胞分裂来增加细胞数目。植物
体在空细胞处断裂、或细胞间胶质膨胀分离、或在不良环境
下细胞分裂形成胶群体后每个细胞形成1个新植物体。
⒉无性生殖：形成游动孢子或静孢子。
游动孢子是由原生质体收缩或经分裂形成，其构造与衣藻属相似。无壁。游动孢子缩回或脱掉鞭毛，并分泌出1层壁，形成营养细胞，从而形成新植物体。
静孢子无鞭毛、有壁。
⒊有性生殖：可分为同配、异配、卵配和接合生殖。
二、代表植物简介
（一）衣藻属（Chlamydomonas）
藻类世界的原始者
1、特征：
（1）单细胞，卵形；
（2）叶绿体厚底杯状，杯底有蛋白核；
（3）细胞核悬浮在杯腔中；
（4）顶生鞭毛2条，等长；
（5）有红色眼点和两个伸缩泡。
2、衣藻生活史（A型生活史）

衣藻 孢子 衣藻
萌发生长
有丝分裂
载
衣藻属：（团藻目）
无性生殖：鞭毛收缩或脱落后变成游动孢子囊。细胞核先分裂，形成4个子核，或继续分裂形成8—16个子核。经胞质纵裂形成子原生质体，子原生质体形成子细胞，子细胞在母细胞破裂后放出，长成新植物体。
有性生殖：多数种类为同配，细胞分裂产生32—64个小细胞，称配子。配子成熟后从母细胞中放出，成对结合，形成双倍、具4条鞭毛、能游动的合子。合子经过休眠后萌发，经减数分裂，产生4个单倍体核的原生质体，或经多次分裂形成8—32个单倍体核的原生质体。合子壁破裂后，单倍体核的原生质体散出，发育成新植物体。
生 活 史
结合
分裂形成
配子

配子


合子
（2n）


（n）
游动孢子
A型特点：只有单倍体的植物体。
（注意二倍体的合子不是植物体）
（厚壁，以渡
过不良环境）
（植物体）
 营养细胞
（n）
减数分裂
长大
（二）水绵属（Spirogyra）
——水生绿色绵毛藻
1、特征：
（1）圆柱状细胞连成单列丝状体，体壁外层为果胶质手触滑腻。
（2）叶绿体1~多条，螺旋带状，载有一列蛋白核。
（3）有大液泡。
（4）细胞核由原生质丝悬挂于中央。
（5）接合生殖 原始的有性生殖。
水绵(Spirogyra nitida)
是极为常见的绿藻。成片生于水底或漂浮于水面。丝状体不分枝，表面滑腻。每一细胞内有1至数条呈螺旋带状的叶绿体，其上面有一列淀粉核。细胞中有一个核和一个大液泡。藻体能治疮疡及烫伤。
水绵属生殖
无性繁殖：丝状体每个细胞皆能分裂，丝状体断裂可增加个体。
有性生殖：是特殊的接合生殖，分为梯形接合和侧面接合。
梯形接合(scalariform conjugation)：两条丝状体并列成对，相对处的细胞壁向外突起伸长并相接触，相接处细胞壁溶解，形成接合管(Conjugation tube)。此时，细胞的原生质体缩成一团，即为配子，一个配子经接合管渐渐进入另一细胞内，并与另一配子融合为合子。休眠的合子减数分裂，形成4个核，其中3个核退化，只有一个核的细胞发育成新的丝状体。
侧面接合(lateral conjugation)：在同一丝状体相邻细胞的侧面形成接合管，其接合过程与梯形接合相似。
梯形接合
石莼（Ulva）
石莼是常见的一种海藻，植物体为片状体，由2层细胞组成。生活史中有2种植物体，即孢子体和配子体，为同型世代交替的生活史。
（三）石莼属：（石莼目）
植物体是多细胞片状体，由两层细胞组成。植物体下部有无色的假根丝，假根丝生长在两层细胞之间并向下生长，构成固着器。
载色体片状，位于细胞外侧，有1个蛋白核。
植物体有两种—孢子体和配子体。孢子体和配子体同形。
无性生殖：孢子体上产生孢子囊（除基部外，其它细胞均可），孢子囊内孢子母细胞经减数分裂形成单倍体的游动孢子，游动孢子成熟后脱离母体，萌发后形成配子体。
有性生殖：为异宗同配生殖，同型世代交替。配子在成熟配子体上产生。其形成过程与孢子相似。配子具两根鞭毛，结合后形成合子，合子萌发形成孢子体。
红藻门
一、形态特征
1、光合色素主要是藻红素和藻蓝素，还有叶绿素a、叶绿素d、β-胡萝卜素和叶红素类
2、 贮存养分为红藻糖和红藻淀粉。
3、 细胞壁特含红藻胶（琼脂）。
4、 藻体无鞭毛。
5、 卵式生殖原始，卵子具受精丝。
无性生殖产生无鞭毛的静孢子。有的不经减数分裂产生单孢子。有的经减数分裂产生四分孢子。
有性生殖为卵配。雄性生殖器官为精子囊，产生无鞭毛的不动精子。雌性生殖器官为果胞。果胞内只有1个卵细胞。果胞受精后，经多种途径发育。
6、 藻体多为片状体和枝状体，具固着器。
二、生殖和生活史：
无性生殖和有性生殖；
生活史可分为三个阶段：
（1）紫菜阶段（叶状体阶段）；
（2）丝状体阶段（壳斑藻阶段）；
（3）小紫菜阶段。
紫 菜
精子囊
减数分裂
受精果胞
(果胞子囊)
果胞
(卵囊)
精 子
丝状体
单孢子
N
紫菜生活史
卵
果胞子
小紫菜
壳孢子
壳孢子囊
2N
单孢子
有性生殖
无性生殖
褐藻门
一、形态特征
（1）海产，是构成海底“森林”的主要类群
（2）植物体为多细胞的大型藻类，是藻类植物中形态结构分化最高级的一类；
（3）色素：载色体1至多数，粒状或小盘状，由4层膜包围。光合片层由3条类囊体叠成。载色体含有叶绿素a，c、β-胡萝卜素、6种叶黄素（墨角藻黄素含量最大，故藻体呈褐色。
（4）贮藏物质：褐藻淀粉、甘露醇。
（5）繁殖
营养繁殖 断裂
无性繁殖 游动孢子、静孢子
有性繁殖 同配、异配、卵式
明显的世代交替
海 带
(孢子体)
孢子囊
减数分裂
孢 子
雄配子体
雌配子体
卵细胞
精 子
合子
幼孢子体
2N
N
海带生活史（不等世代交替）
有性世代
配子体世代
卵囊
精子囊
孢子体世代无性世代
代表植物：1500种
海带 Laminaria japonica Aresh
孢子体分为带片、柄、固着器（假根，一个细胞）三个部分，带片和柄之间可进行居间生长。可食用，药用清热、消痰，由于富含碘，可用于治疗缺碘性甲状腺肿大。
藻类植物小结
繁殖方式及生活史的演化：
繁殖方式沿营养繁殖→无性生殖→有性生殖的方向演化。
有性生殖沿同配→ 异配→ 卵配的方向演化。

生活史类型可分为3种类型：（减数分裂发生时间不同）
㈠ 减数分裂在合子萌发时发生，生活史中只有1种植物体----单倍体。合子是生活史中唯一的二倍体阶段。
㈡ 减数分裂发生在配子囊内配子形成时，生活史中只有1种植物体----二倍体，配子是唯一的单倍体阶段。
㈢ 生活史中出现世代交替现象（有2种或3种植物体，单倍体阶段和二倍体阶段交替出现）。减数分裂在孢子囊内形成孢子的过程中，孢子萌发形成单倍体植物，单倍体植物进行有性生殖。从合子萌发到减数分裂，为无性世代；从孢子发生到配子形成，为有性世代。
孢子体与配子体同形，称同形世代交替。孢子体和配子体形状、结构不同，称异形世代交替。
植物体（n）
孢子（n）
减数孢子（n）
合子（2n）
配子（n）
配子（n）
减数分裂
只有1种单倍体植物的生活史（衣藻）
合子（2n）
植物体（2n）
精子（n）
卵（n）
卵囊（2n）
精子囊（2n）
只有1种二倍体植物的生活史（硅藻）
合子（2n）
孢子体（2n）
+配子（n）
-配子（n）
-配子体（n）
+配子体（n）
具世代交替的类型
-孢子（n）
+孢子（n）
无性世代
有性世代
几种主要藻类的对比