Morphology and Structure of Plants

植物界（广义）的分类Classification of the Kingdom Plantae

原核植物原核植物

藻类植藻类植物物

菌类植菌类植物物 低等植物低等植物

孢子植物孢子植物

地地衣衣

植物界植物界 苔苔 藓藓

蕨类植蕨类植物物

裸子植裸子植物物 高等植物高等植物

种子植物种子植物

植物分类的阶层系统Hierarchy of Plant Classification

界 Kingdom门 Division

纲 Class目 Order

科 Family属 Genus

种 Species

原核生物的分类Classification of Prokaryotes

原核生物通常被分为两大类：细菌原核生物通常被分为两大类：细菌BacteriaBacteria和蓝藻和蓝藻

（或称蓝细菌（或称蓝细菌CyanobacteriaCyanobacteria).).

近来细胞生物学、分子生物学和古生物学的大量近来细胞生物学、分子生物学和古生物学的大量

数据表明：在生物进化史上的原核生物首先分化数据表明：在生物进化史上的原核生物首先分化

形成真细菌形成真细菌((eubacteriaeubacteria))和原细菌和原细菌((archaebacteriaarchaebacteria, ,

或称古细菌或称古细菌))两大类。两大类。

分子系统学的研究结果表明：原细菌、真细菌和分子系统学的研究结果表明：原细菌、真细菌和

真核生物是生物界进化的三条主干，它们起源于真核生物是生物界进化的三条主干，它们起源于

一个共同的祖先。一个共同的祖先。

细菌的形态 Morphology of Bacteria

球菌球菌coccuscoccus

杆菌杆菌bacillusbacillus

螺旋菌螺旋菌sprillumsprillum

The Three Basic Shapes of BacteriaCocciCocci BacilliBacilli SpirillaSpirilla

细菌细胞的结构示意图

拟核

鞭毛

纤毛核糖体

荚膜

细胞壁

质膜

细菌的结构 Structure of Bacteria

细胞壁

不含纤维素

由含胞壁酸的肽聚

糖组成

具多糖类形成的荚

膜

细胞膜

DNA

环状、没有或很少

与组蛋白结合

鞭毛

细菌的营养方式

The Modes of Nutrition of Bacteria

异养异养 heterotrophicheterotrophic

寄生寄生 parasiticparasitic

腐生腐生 saprophyticsaprophytic

共生共生 synbioticsynbiotic

自养自养 autotrophicautotrophic

光能光能自养自养 photoautotrophicphotoautotrophic

化能自养化能自养 chemoautotrophicchemoautotrophic

光能自养菌Photoautotrophic Bacteria

光合细菌含有光合色素，在光照下利用硫化氢、异丙醇等无机或光合细菌含有光合色素，在光照下利用硫化氢、异丙醇等无机或

有机的还原剂，把有机的还原剂，把 CO2CO2还原为有机物。还原为有机物。

光合细菌不具叶绿体，但细胞内含有具双层膜类似叶绿体中内囊光合细菌不具叶绿体，但细胞内含有具双层膜类似叶绿体中内囊

体的结构，称为载色体。载色体含有细菌色素（体的结构，称为载色体。载色体含有细菌色素（bacteriochlorophllbacteriochlorophll））

和类胡萝卜素，能吸收光能，进行光合作用。和类胡萝卜素，能吸收光能，进行光合作用。

光合细菌的光合作用不释放氧。光合细菌的光合作用不释放氧。

COCO2 2 + 2H+ 2H22S S →→（（CHCH22OO））+ 2S + H+ 2S + H22OO

CHCH33 CHCH33

COCO2 + 2 + 2 CHOH 2 CHOH →→（（CHCH22OO））+ 2 CO + H+ 2 CO + H22OO

CHCH33（（异丙醇）异丙醇） CHCH3 3 （（丙酮）丙酮）

化能自养菌Chemoautotrophic Bacteria

化能自养菌在暗处利用硫化氢、氢、氨等氧化时，

释放的化学能来同化CO2为有机物，此过程称化能

合成作用(chemosynthesis).

化能自养菌都是好气性细菌。硝化细菌（亚硝酸

细菌和硝酸细菌）属于此类。

2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + 661KJ

2HNO2 + O2 → 2HNO3 + 180KJ

细菌的繁殖 Reproduction of Bacteria

细菌主要是通过直接分裂（细菌主要是通过直接分裂（direct division or binary fission) direct division or binary fission) 的方式进行繁殖。的方式进行繁殖。

蓝藻植物的外部形态The morphology of Blue-green Algae or

Cyanobacteria

单细胞 unicellular, 如色球藻属如色球藻属

ChroococcusChroococcus sp.sp.

多细胞群体 multicellular, 即多即多

个形态、结构和功能相同的细胞集个形态、结构和功能相同的细胞集

合在一起合在一起，，如微囊藻属如微囊藻属

MicracystisMicracystis

丝状体 filament 有单条不分枝，有单条不分枝，

还有具多分枝，还有具多分枝，如颤藻属如颤藻属

OscillatoriaOscillatoria, , 念珠藻属念珠藻属NostocNostoc

蓝藻细胞的结构Structure of Cyanobacterian Cell

胶质鞘 gelatinous sheath:（（果胶酸果胶酸++粘多糖）粘多糖）

细胞壁 脂多糖层脂多糖层 lipopolysaccharidelipopolysaccharide layerlayer肽聚糖层肽聚糖层 peptidoglycanpeptidoglycan layerlayer

中心质 centroplasm: 主要由裸露的环状的主要由裸露的环状的DNADNA组成，但组成，但DNADNA含量比细菌大含量比细菌大

光合片层：叶绿素光合片层：叶绿素a, a, 藻胆素（包括藻红、藻胆素（包括藻红、蓝素等蓝素等

周质 periplasm 内含物：蓝藻淀粉、蓝藻颗粒（蛋白质）内含物：蓝藻淀粉、蓝藻颗粒（蛋白质）

蓝藻气泡（蓝藻气泡（gas vacuole)gas vacuole)，，亦称假液泡。亦称假液泡。

蓝藻的繁殖方式The Reproduction Modes of Cyanobacteria

营养繁殖营养繁殖 vegetative propagationvegetative propagation

细胞裂殖细胞裂殖 binary fission, binary fission, 常常见于单细胞或多细胞蓝见于单细胞或多细胞蓝

藻类藻类

藻殖段藻殖段 homogoniumhomogonium, , 丝状体蓝藻类丝状体蓝藻类

无性无性生殖生殖 asexual reproductionasexual reproduction

厚壁孢子厚壁孢子 akineteakinete, , 少数丝状蓝藻具此种生殖方式少数丝状蓝藻具此种生殖方式

内生孢子内生孢子 endosporeendospore, , 如皮果藻属如皮果藻属 DermocarpaDermocarpa

藻殖段 Homogonium

异形胞 heterocyst

细胞壁厚、浅色，在细细胞壁厚、浅色，在细

胞两端具折光率高的颗胞两端具折光率高的颗

粒；是适应在有氧条件粒；是适应在有氧条件

下进行固氮作用的细胞，下进行固氮作用的细胞，

如念珠藻。如念珠藻。

分离盘 separation disc

分离盘是一种死细胞，分离盘是一种死细胞，

呈双凹型。丝状体因外呈双凹型。丝状体因外

力的作用从分离盘处断力的作用从分离盘处断

裂形成藻殖段。裂形成藻殖段。

水华 Water Bloom of Microcystis（微囊藻属）

原细菌 Archaebacteria

嗜盐菌嗜盐菌 halobacteriahalobacteria, , 如生活在盐湖中的一些细菌。如生活在盐湖中的一些细菌。

嗜硫菌嗜硫菌 sulfolobussulfolobus bacteria, bacteria, 生活在硫磺温泉中生活在硫磺温泉中

（（PH ~ 0.5PH ~ 0.5）。）。

嗜热菌嗜热菌 thermobacteriathermobacteria, , 有有些能生活在些能生活在100100ooC C 甚至更甚至更

高（高（ 有记载为有记载为 300300ooCC））的热泉喷口附近的还原性的热泉喷口附近的还原性

环境中环境中。。

藻类植物的一般特征Major Features of Algae

光合自养植物 photoautotrophic plants。

植物体没有根、茎、叶的分化。

生殖“器官”多为单细胞结构，如为多细胞组成

（如某些褐藻）时，它的每个细胞都能生育，而

生殖结构的周围没有不育细胞构成的保护层。

合子（或受精卵）不在性器官中发育成多细胞的

胚。因此，藻类植物亦称无胚植物。

★

★ ★ ★★

藻类植物的外部形态

绿藻植物的主要特征

藻体形态：藻体形态：单细胞，群体和丝状体。

细胞的结构细胞的结构

细胞壁：内层（主要为纤维素）细胞壁：内层（主要为纤维素）+ + 外层（果胶质）。外层（果胶质）。

原生质体：和其它真核植物细胞的相同。原生质体：和其它真核植物细胞的相同。

细胞器：载色体（叶绿体）的形态多种多样，有杯状、环带细胞器：载色体（叶绿体）的形态多种多样，有杯状、环带

状、网状、星芒状等等。状、网状、星芒状等等。

繁殖繁殖

营养繁殖：细胞裂殖（单细胞种类）营养繁殖：细胞裂殖（单细胞种类）+ + 藻体断裂繁殖。藻体断裂繁殖。

无性生殖：游动孢子无性生殖：游动孢子((zoospore)zoospore)或静孢子或静孢子((aplanosporeaplanospore))。。

有性生殖：同配生殖有性生殖：同配生殖((isogamyisogamy))，，异配生殖异配生殖((anisogamyanisogamy))和卵式和卵式

生殖生殖((oogamyoogamy))。。

绿藻植物的无性孢子

静孢子

绿藻植物的有性生殖

生活史/生活周期Life History/Life Cycle

生活史或生活周期 life cycle: 是指某种生物

从它生命的某个阶段（如孢子、合子、种子等）

开始，经过生长、发育和生殖产生出与起初发

育阶段相同的新一代个体的全过程。

世代交替 Alternation of Generations

世代交替世代交替————在具有性生殖生物的生活史中，二在具有性生殖生物的生活史中，二

倍体的孢子体世代与单倍体的配子体世代互相更倍体的孢子体世代与单倍体的配子体世代互相更

替的现象替的现象

世代交替的主要类型世代交替的主要类型

同型世代交替同型世代交替 isomorphic alternation of isomorphic alternation of generationsgenerations异型世代交替异型世代交替 heteromorphicheteromorphic alternation of alternation of generationsgenerations

红藻 Red Algae (红藻门 Rhodophyta)营养体或藻体营养体或藻体 vegetative bodyvegetative body

多数红藻是多细胞的，少数为单细胞。多数红藻是多细胞的，少数为单细胞。

多多细胞红藻有：丝状体、枝状体和细胞红藻有：丝状体、枝状体和假薄壁组织的叶状体叶状体 （单轴（单轴

型和多轴型）。型和多轴型）。

光合色素光合色素 photosynthetic pigmentphotosynthetic pigment

叶绿素叶绿素a, d (rarely), a, d (rarely), 胡萝卜素和叶黄素胡萝卜素和叶黄素

藻红素藻红素 phycoerythrobilinphycoerythrobilin 和藻蓝素和藻蓝素phycocyanobilinphycocyanobilin。。

繁殖繁殖 reproductionreproduction

无性生殖无性生殖 asexual reproductionasexual reproduction————静孢子静孢子

有性生殖有性生殖 sexual reproductionsexual reproduction————卵式生殖卵式生殖

精子囊精子囊 antherid antherid 中产生不动精子中产生不动精子spermatiaspermatia

果胞果胞 carpogoniumcarpogonium 顶端顶端具受精丝具受精丝 trichogynetrichogyne，，内含一卵。内含一卵。

紫菜 (Porphyra sp.) 的生活史

褐藻 Brown Algae(褐藻门 Phaeophyta)

营养体或藻体的形态与结构营养体或藻体的形态与结构 form and structureform and structure

丝状体丝状体 filamentfilament

假薄壁组织体假薄壁组织体 pseudoparenchymapseudoparenchyma

薄壁组织体薄壁组织体 parenchymaparenchyma

光合色素光合色素 photosynthetic pigmentphotosynthetic pigment

叶绿素叶绿素aa和和 cc，，胡萝卜素和叶黄素（主要为墨角藻黄胡萝卜素和叶黄素（主要为墨角藻黄

素）。素）。

繁殖繁殖 reproductionreproduction

营养繁殖营养繁殖 vegetative propagationvegetative propagation

无性生殖无性生殖 asexual reproductionasexual reproduction：：游动孢子游动孢子 or or 静孢子静孢子

有性生殖：同配有性生殖：同配 isogamyisogamy, , 异配异配anisogamyanisogamy 和卵式生殖和卵式生殖

oogamyoogamy。。

海带 Laminaria japonica Aresch.

藻类植物的演化Evolution of Algae

藻类细胞的演化 evolution of algal cells藻类植物体（原叶体）的演化 evolution of algal vegetative thallus

单细胞 unicellular ⇒集聚群体 clone ⇒定型群体

coenobia（如团藻） ⇒ 丝状体 filament ⇒假薄壁组织体

pseudoparenchyma ⇒ 薄壁组织体 parenchyma

繁殖方式的演化 evolution of reproduction modes同配生殖 isogamy ⇒异配生殖anisogamy ⇒卵式生殖

oogamy

藻类植物生活史的演化 evolution of life cycles

藻类细胞的演化Evolution of Algal Cells

光合色素演化 evolution of photosynthetic pigments: : 所有藻类植物（包括所有藻类植物（包括

蓝藻）都含有叶绿素蓝藻）都含有叶绿素aa和和光系统光系统IIII（（光合放氧），根据所含光合色素的种光合放氧），根据所含光合色素的种

类，可以看出藻类植物三条主要进化支系类，可以看出藻类植物三条主要进化支系

以藻胆素和叶绿素以藻胆素和叶绿素dd为光系统为光系统IIII的主要集光色素：的主要集光色素：这个支系以原核蓝

藻⇒真核红藻为代表。

以叶绿素以叶绿素cc为光系统为光系统IIII的主要集光色素的主要集光色素: : 以褐藻类植物为代表

以叶绿素以叶绿素bb为为光系统光系统IIII的主要集光色素的主要集光色素: : 以绿藻类植物为代表

细胞功能的分化 differentiation of cell function

营养细胞或体细胞营养细胞或体细胞 vegetative cell or somatic cellvegetative cell or somatic cell

生殖细胞生殖细胞 reproductive cellreproductive cell

藻类植物生活史的演化Evolution of life histories in Algae

由于减数分裂在生活史中发生的时期不同，藻类生活史可分为三种

类型：

无孢子体型生活史——减数分裂在合子萌发时发生， 这类藻类

植物的生活史中只有一种植物体，即单倍体，如衣藻、水绵等。

无配子体型生活史——减数分裂在配子囊形成配子时发生， 这种

生活史也只有一种植物体，即二倍体，如硅藻，松藻等。

具世代交替的生活史——减数分裂在孢子体形成孢子时发生， 孢

子进一步发育成配子体，这样生活史具明显的世代交替，如许多

高等藻类。