文档介绍：现代生命科学
第六章植物与植物的多样性
叶创兴生命科学学院
Tel. 02084112874(O); 84038449(H)
关于植物
植物的特点
能捕捉阳光,利用空气中的CO2,水及溶解在水中的无机盐,制造和累积有机养料,这种光能自养生物称为植物。植物界包括藻类,地衣,苔藓,蕨类及种子植物五大类。除了藻类植物的一部分具有单细胞的个体,大部分的藻类在水体中包括淡水河塘和海洋中生活外,多数植物具有多细胞体,在陆地上生活。
植物对地球的贡献
地球的演化已有大约50亿年了,大约在30亿年前,在海水里已存在着无数能进行光合作用的单细胞植物,蓝藻就是海洋中最早的单细胞生物之一。它们的存在和不断产生,进行光合作用时放出的氧气,慢慢地改变了大气层大气的组成。又由于太阳能与氧气的作用在大气层的外围产生一层厚厚的臭氧层,因此太阳紫外线辐射被大大减低,从而保护了水面下的植物。
植物的登陆
蓝藻(Cyanophyta, Cyanobacteria)可能是第一个登上陆地的,后来绿藻(green algae)
和菌物(fungi)也是循此逐渐进入陆地的,再到后来,绿藻和菌物的共生体——地衣——也出现了。当蓝藻、绿藻、菌物、地衣等登上陆地,它们产生的有机物及死后遗骸的大量积累,在局部的地区形成了土壤。接着苔藓植物和其它一些植物得以从土壤中立足,发展,这一过程反过来又加速了土壤中有机物的积累。
植物物种类
现在植物界包含55万种以上。藻类植物,特别是绿藻被认为可能是高等植物的共同祖先。没有它们也就没有高等植物,也就没有人类和其它陆栖动物的发展。
藻类植物
(一)蓝藻(Cyanophyta)
蓝藻,又称为蓝细菌(Cyanobacteria),或蓝绿藻(blue-green algae),属于原核生物(Prokaryotes),细胞壁不含纤维素,没有真正的细胞核,也没有真正的叶绿体,只有类囊体(thylakoids),含叶绿素a,藻胆体(藻蓝素与藻红素和组蛋白结合的颗粒体),光合作用产物为蓝藻颗粒体(cyanophycin)、蓝藻淀粉(cyanophycean starch)。一部分蓝藻为亚气生(subaerial)种类,生于树皮、岩石、外墙,大部分蓝藻生活在淡水的河、塘、湖沼中。蓝藻有单细胞,群体,丝状体类型,具有包裹在外面的
粘滑胶质鞘(mucus-sheath)。一些蓝藻种类在富营养化的水体表面下繁殖非常迅速,常封闭水面,发出腥气,耗尽水中的氧气,使鱼窒息死亡。
约1 500种蓝藻。鱼腥藻属(Anabaena)多种,能利用大气中的氮气在体内合成氨基酸。当水体中含氮化合物缺乏时,一些细胞发育出异形胞(heterocysts),异形胞能制造固氮酶,其产生的氮化物以及光合色素体产生的碳水化合物,在鱼腥藻藻丝上是共享的。
蓝藻固沙
(二)单细胞藻类
单细胞藻类包括裸藻(Euglenophyta)、金藻(Chrysophyta)、甲藻(Pyrrhophyta)三大类群,也有把它们归入原生生物(Protistans)的。植物体以单细胞占优势,多为浮游植物,体型微小,随水漂流或具鞭毛能运动,是水生环境中食物链始初的一环。在水体中包括湖、塘、河流以及在海洋中常大规模地出现某一单细胞的藻类,形成赤潮,其藻类毒素及水体缺氧造成大批养殖鱼虾死亡,给生产上靠成重大损失。
裸藻(Euglenophyta):没有细胞壁的单细胞,具有鞭毛,生活在不流动的湖塘淡水中。大约有1000种,绝大多数是光自养生物。裸藻具有丰富的细胞器,具有叶绿体,含叶绿素a,叶绿素b,和胡萝卜素,叶绿体的形态与高等植物是一致的。有长短鞭毛各1条,它有一个液泡,有由色素体形成一个感光接收器的“眼点”,细胞在光量最适合它活动的地方运动。
裸藻的叶绿体与绿藻的一样,可能与绿藻一起,是通过与一个寄主细胞的内共生关系(endosymbiotic relationship)起源的。