藻类生物学复习题(10海科)

藻类植物是一群没有根、茎、叶分化的，具有叶绿素a，能进行光合作用，营自养生活的无维管束、无胚的植物。

2、藻类细胞的结构特点：

分析与动物相比植物细胞的特点，与植物细胞相比，藻类细胞的特点。

主要是细胞壁、液泡和色素体不同。

要求掌握每个藻类植物门的色素的特点，这也是藻类门类分类的依据。答案请在笔记或课本上找。

细胞吸水情况决定于细胞水势。典型细胞水势ψw是由3个势组成的： 

溶质势：是由于细胞溶质颗粒（无机离子、糖类、有机酸、色素、蛋白质、核酸等）的存在而降低的水势值。是负值。

衬质势：细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起水势降低的值，是负值。

压力势：由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加的值。是正值 。

重力势：由于重力存在使体系水势增加的数值。处于较高位置的水比较低位置的水有较高的水势力。

4、植物必需的矿质元素 

    所谓必需元素(essential element)是指植物生长发育必不可少的元素。 

植物必需元素的三条标准是:

    第一,由于缺乏该元素,植物生长发育受阻,不能完成其生活史;

    第二,除去该元素,表现为专一的病症,这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常;

    第三,该元素物营养生理上能表现直接的效果,而不是由于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。

5、光合作用(photosynthesis)：

通常指绿色植物吸收光能，将二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。

光合作用的实质是将光能转变成化学能。  根据能量转变的性质，将光合作用分为三个阶段:

(1)原初反应: 是指从光合色素分子被光激发，到引起第一个光化学反应为止的过程。 包括光能的吸收、传递和转换成电能； 

(2)电子传递和光合磷酸化: 叶绿体在光下把无机磷酸和ADP转化为ATP，形成高能磷酸键的过程。电能转变为活跃化学能;

(3)碳同化: 植物利用光反应中形成的NADPH和ATP将CO2转化成稳定的碳水化合物的过程，称为CO2同化或碳同化。活跃的化学能转变为稳定的化学能。

6、光合色素

反应中心色素：少数特殊状态的叶绿素a (chl a)分子，它具有光化学活性，是光能的“捕捉器”、“转换器”。

  聚光色素（天线色素）：没有光化学活性，只有收集光能的作用，包括大部分chla 和全部chlb、胡萝卜素、叶黄素。

7、根据碳同化过程中最初产物所含碳原子的数目以及碳代谢的特点，将碳同化途径分为三类：C3途径、C4途径和CAM(景天科酸代谢)途径。

希望同学能仔细参考“植物生理”书中有关三种途径的描述。

8、藻类的繁殖

繁殖（propagation）：植物产生新个体的现象。

生殖（reproduction）：以生殖细胞发育成为下一代新个体的方式。

包括：

营养繁殖（vegetative propagation）

无性生殖(asexual reproduction)

有性生殖(sexual reproduction)；

（1）营养繁殖：

植物的营养繁殖是植物营养体的一部分从母体分离开（有些情况下不分离开）直接形成新个体的繁殖方式。多细胞藻体的部分细胞不产生生殖细胞，不经有性过程，离开母体后能继续生长，直接发展成新的藻体。如：

A、细胞裂殖：单细胞藻类以细胞的方式产生新的个体；

B、营养体断裂：低等植物多细胞的藻类植物体发生断裂，每一裂片形成一新个体。

（2）无性生殖（孢子生殖）：

  植物营养生长到一定时期，进入生殖生长阶段，产生具有生殖功能的细胞，这些细胞不经两性的结合可直接发育成新个体，这种繁殖方式为无性生殖。这种具有生殖功能的细胞称为孢子（spore），因而无性生殖也称为孢子生殖（spore reproduction）。

   如：藻类、苔藓、蕨类植物的孢子生殖发达且不产生种子，所以称孢子植物。

藻类孢子类型：参考教材

9、生活史：

从生长发育的某一阶段开始,经一系列生长发育生殖过程,产生下一代后又重现了该阶段的现象称为生活周期(life cycle)或称生活史(life history).

10、配子体（gameophyte）：

由孢子发育形成，为单倍体，能产生配子（经有丝），行有性生殖。如紫菜叶状体；被子植物的花粉和胚囊。

11、孢子体（sporophyte）：

由合子发育形成，为二倍体，能产生孢子，行无性生殖。

12、世代交替（alternation generation） ：

把第一个阶段称为配子体世代，或称有性世代；第二个阶段称为孢子体世代，也称为无性世代。两个世代有规律规律地交替出现，称为世代交替。

13、藻类生活史类型

（1）营养生殖型： 生活史中不行孢子生殖和有性生殖，而仅行营养生殖，如蓝藻门和裸藻门的多数种类。其特点是没有减数，所以没有世代交替和核相交替，植物体的核相不发生任何变化。

（2）孢子生殖型： 生活史仅由孢子生殖完成，没有有性生殖，或者是在营养非常适宜条件下，主要靠孢子生殖完成。小球藻、栅列藻仅靠孢子生殖完成，而衣藻等在营养条件非常好的情况下，主要是靠孢子生殖完成生活史。属于这种类型的植物的生活史，其特点也是没有减数，因此也无核相交替和世代交替。

（3）有性生殖型（单体型生活史）： 生活史仅由有性生殖完成，没有无性生殖。只出现一种藻体，无世代交替。根据减数发生的部位又分为两种：

A、单体型单倍体生活史（合子减数型）：特点是只有一种单倍体核相的植物体，仅有核相交替，无世代交替，减数发生在合子萌发时，如衣藻、水绵和轮藻等由有性生殖完成的生活史。藻体细胞是单倍体。

B、单体型二倍体（配子减数型）生活史：其特点是生活史中只有一种双倍体核相的植物体，仅有核相交替，无世代交替，减数(R·D)发生在配子囊产生配子时，如松藻、鹿角藻和某些硅藻等由有性生殖完成的生活史。体细胞是双倍体。

（4）双单体型（孢子生殖和有性生殖结合型) 生活史：是由孢子生殖和有性生殖共同完成的，其特点是其中有两种核相的植物体(某些红藻有3种植物体)，一种是单倍体核相，另一种是双倍体核相，既有核相交替，又有世代交替，减数发生在孢子囊产生孢子时。世代交替中，双倍体的植物体，又叫孢子体，行无性生殖，经减数产生孢子，这一阶段又叫无性世代。单倍体的植物体又叫配子体，行有性生殖，产生雌、雄配子，这一阶段又称有性世代，许多藻类和高等植物均属这种类型生活史。根据配子体与孢子体形态分为：

A、同形世代交替：配子体和孢子体的形态结构基本上相同，如石莼、刚毛藻、水云和多管藻等。

B、异形世代交替：配子体和孢子体的形态和结构不相同，如海带、紫菜及所有的高等植物 

   B-1：孢子体大于配子体：海带，裙带菜等。

   B-2：配子体大于孢子体：礁膜，紫菜等

14、植物命名法 

林奈双名法：以拉丁文表示，通常以斜体字或下划双线以示区别。第一个是属名，是主格单数的名词，第一个字母大写；后一个是种名，常为形容词，须在词性上与属名相符。此外，还要求在种加词之后写上该植物命名人姓氏的缩写，正体。书写时第一个字母大写。

如球等鞭金藻：Isochrysis galbana Parke

掌握：海带、紫菜、江篱等的生活史。（见附件PPT）

蓝藻门  

1、基本特征：单细胞原核生物（没有以核膜为界限的细胞核）。 又叫蓝绿藻、蓝细菌，大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫粘藻。含叶绿素a，无叶绿素b，含数种叶黄素和胡萝卜素，还含有藻胆素（是藻红素、藻蓝素和别藻蓝素的总称）。

同化产物主要是蓝藻淀粉，遇碘呈淡红褐色。

2、蓝藻门植物的繁殖方式：主要为营养繁殖和无性繁殖，无有性生殖。

（1）营养繁殖：

A、裂殖生殖（细胞裂殖）：细胞直接，是蓝藻繁殖的主要方式。

B、营养体断裂

C、藻殖段生殖：丝状群体可作断离繁殖。藻丝上两个营养细胞间生出的胶质隔片(凹面体)或由间生异形胞断开后形成的若干短的藻丝分段称藻殖段。藻殖段形成不久，就能运动离开营养丝体，生长成新的丝体。

（2）孢子繁殖（无性生殖）

种类可形成孢子及异形胞进行无性生殖。

A、可产生的孢子有：内生孢子、外生孢子、厚壁孢子（休眠孢子）、藻殖孢。

B、异形胞(heterocyst)：是某些丝状蓝藻类(除了颤藻目以外)产生的一种与繁殖有关的特别类型的细胞。是一种缺乏光合结构、通常比普通营养细胞大的厚壁特化细胞。异形胞中含有丰富的固氮酶,为蓝藻固氮的场所。

3、蓝藻门分类：设1纲3目，即蓝藻纲；

         色球藻目 Chroococcales      

         管胞藻目 Chamaesiphonales

         颤藻目   Oscillatoriales

红藻门： 

1、基本特征：  

（1）藻体多呈红色。载色体中含有叶绿素 a 和 d 、 β- 胡萝卜素和叶黄素类，此外，还有藻红素和藻蓝素。----分类依据

（2）生殖细胞(孢子配子)不具有鞭毛，不能运动。有性生殖产生不动精子在水流作用下到达雌性器官（果胞）与卵结合。

（3）植物体多数是多细胞的，少数是单细胞的。某些种类有一定的组织分化。

（4）细胞壁内层为纤维素质的，外层是果胶质。

（5） 红藻细胞中贮藏红藻淀粉和红藻糖。同蓝藻淀粉一样，与碘化物反应呈黄褐色（再红色－紫红色或蓝色），而绿藻淀粉反应呈深蓝色。

2、繁殖

（1）营养繁殖  A、细胞（单细胞种类）；B、原植体断离。

（2）无性生殖  红藻生活史中不产生游动孢子；有的产生四分孢子（真红藻纲），如多管藻。红藻的整个生活史中无运动细胞的出现

A、四分孢子：是红藻门物种在无性生殖中产生的主要孢子类型，是由孢子体的营养细胞形成孢子囊母细胞，由它经过减数产生四分孢了囊，其中产生四个孢子，为单倍体。在形态上完全一样，但在本质上有性的差别，有两个孢子萌发成雄配子体，另外两个为雌配子体。

B、果孢子体：由合子经过或不经过减数后的细胞演化而成，寄生在雌配子体上。

3、分类及代表种

（1） 原红藻纲（Protofllorideae）：紫球藻、红毛菜、紫菜

  细胞间无孔状联系；

  藻体简单，多为单细胞、丝状体或膜状体，散生长；

  无性繁殖产生中性孢子或单孢子；

  有性繁殖少见，果胞具有原始受精丝；精子由营养细胞重复形成。

受精后，合子核经减数，再形成果孢子（单倍体）。

（2）真红藻纲（Florideae）：石花菜、江篱

 细胞间有孔状联系；

 藻体为丝状体、假膜状体或膜状体，由一个或多个顶端细胞    而成；

无性繁殖产生四分孢子；

有性繁殖普遍，果胞具有高级分化的受精丝，1个精子囊内只形成1个精子，受精后，合子核要经过转变，到达特别的辅助细胞，发育成果孢子体，产生果孢子，果孢子萌发成孢子体，孢子体再形成四分孢子囊，产生四分孢子，第一次为减数，放散出的孢子萌发成配子体。

褐藻门（Phaeophyta）

1、基本特征：

绿素a、叶绿素c、胡萝卜素、叶黄素类（主要是墨角藻黄素)等。

光合作用的产物：是海带多糖（又名Fucoidan/褐藻素/褐藻淀粉）和甘露醇。

绝大多数海产，

2、繁殖方式

    营养繁殖： 植物体断折和繁殖小枝 。如马尾藻  

    无性繁殖： 游动孢子或不动孢子

    有性生殖： 同配、异配和卵式，配子产生于单室或多室配子囊中。生殖细胞梨形，无壁，具2 条侧不等长的鞭毛。

2、分类：

本纲根据物种藻体的形态、构造、繁殖和生活史共分九个目（参课本P411）：

水云目(Ectocarpales); 线翼藻目（Tilopteriales）；马鞭藻目(Cutileriales)； 黑顶藻目(Sphace-lariales)；海带目(Lamina-riales)；网管藻目(Dictyosiphonales)；索藻目(Chordariales)；酸藻目(Desmarestiales)；毛头藻目(Sporochnales)； 

绿藻门

1、基本特征：

色素与高等植物相同：  叶绿素a、叶绿素b；叶黄素、胡萝卜素、玉米黄素

具有与高等植物相同的色素和贮藏物质（淀粉），

约90%物种在淡水中生活

细胞核：单核—多数；多核——管藻目（松藻、羽藻、蕨藻）、刚毛藻目、管枝藻目；

营养细胞单核、生殖细胞多核——伞藻属。

2、分类：绿藻有哪几个目？（参见课本）常见的绿藻——浒苔、石莼、蕨藻等属于哪个

           目？

微藻

1、生长繁殖特征

微藻接种进新鲜培养液后，在一次性培养中，藻细胞的生长繁殖表现出一特定的模式曲线，按特定的S形生长曲线生长。S形曲线可划分为5个时期：

A、延缓期：在这个时期中，细胞数目不增加。

B、指数生长期：细胞迅速地生长繁殖，细胞数目以几何级数增加。

C、相对生长下降期：细胞生长繁殖的速度与指数生长期比较，逐步下降。

D、静止期：细胞数目保持稳定。

E、死亡期：藻细胞大量死亡，细胞数目迅速减少。

  这5个时期，有时候可能有某些时期时间很短，表现不明显。

3、微藻培养方式

以培养容器(光合反应器)的类型划分：封闭式(半封闭式)培养和敞开式培养；

藻液的收获方法不同划分：批次培养、半连续培养和连续培养；

按藻类的光合营养类型来区分：可分成自养型、异养型和混合型培养；

按培养的纯度来划分：分为纯培养与单种培养

封闭式培养是把培养液密封在透明的容器中，与外界隔离。

开放式培养比较简单方便，培养物暴露于空气之中，主要设备是各种规格的水泥池、大型纤维玻璃钢水槽等。  

一次培养：又称批次培养或有限容积培养。在一定的培养容器中，待藻液达到一定的密度后，便一次性采收或作进一步扩大培养。一般敞开式培养多采用批次培养这种方法。

连续培养：一边收获培养容器中培养到一定浓度的藻液，一边又将新鲜培养液补充进去。根据需要和藻液的生长情况，调节藻液的流出量和培养液的流人量，使培养液的营养浓度和藻液的细胞密度保持相对稳定，达到持久的高产稳产目的。

半连续培养：是指在一次培养的基础上，当藻类细胞达到一定密度后，每日或隔日收获部分藻液后，再补充等量的新鲜培养液继续培养。

自养培养：在日光或人工光照下，以CO2无机碳作为微藻生长的碳源，通过微藻的光合作用生产有机物。 

异养培养：将微藻培养在黑暗中，使用葡萄糖或乙酸等有机碳作为微藻的碳源。微藻利用化学能而不是光能来生产有机物质 

兼养培养：在自养培养条件下，添加培养基中添加部分乙酸或葡萄糖等有机物等作为微藻生长的补充碳源。 

无菌培养：又称纯培养，是指排除了细菌在内的一切生物的条件下进行的培养。纯培养要求有无菌室、超净工作台等设备条件，容器、工具、培养液等必须严格灭菌。纯培养是科研工作中不可缺少的技术。

单种培养：生产性的培养中，是不排除细菌存在的，为了区别于纯培养而称之为单种培养。目前生产上的微藻培养基本是单种培养。 

一级培养：通常指藻种活化培养。

二级培养：指藻种扩大培养。

三级培养：指生产性培养或供饵培养

3、微藻培养的通用技术

（1）容器、工具的消毒、灭菌：

A加热消毒法：灼烧；煮沸消毒；烘箱消毒；

B化学药品消毒法：漂白粉；酒精；高锰酸钾

（2）培养液制备

A海水消毒：加热；过滤；酸处理

B施肥：

（2）接种：藻种的质量、接种藻液的数量、接种的时间