03海洋生物学02定义、细胞结构、繁殖、生活史、演化02

• 有性生殖方式基本上可以分为两种类型： 配子生殖和卵式生殖。
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• 1、配子生殖（gametogony）
• 配子生殖在海藻有性生殖方式中最为原始、简单的 方式。
• 配子是由藻体（双倍体）体细胞转化成配子囊母细 胞，经减数分裂后产生，或由藻体（单倍体）体细 胞直接转化成配子囊母细胞产生配子。
• 来自同一个母细胞所产生的配子间的结合谓之同宗配合 （homothallic，雌雄同体的（monoecious））；来自不同 母细胞所产生的配子间的结合称为异宗配合 （heterothallic，雌雄异体的（dioecious））。
（二）双单体型生活史 （双元双相Dh+d）
• 在其个体发育的全过程中不仅有核相交 替还有两种个体形态的藻体交替出现 （世代交替）。
• 根据两种个体形态、大小、显著性、生活期长 短以及能否独立生活，有分为以下类型。
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• 1、等世代型（同型世代交替）
• 具有这种类型生活史的海藻： • 其生活史中孢子体和配子体形态、大小、显
• 二者之间最初产生一层原生质膜，后来逐渐分泌硅质，最后 形成一个开口的、硅质化的、由两瓣组成的壁。
• 以后边缘的原生质或逐渐消失或再由此开口流入壁内，待孢 子成熟时次开口又被硅质封闭。
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• 孢子壁光滑或有突起（点状、刺装、带状）。 • 孢子萌发时，开口部分细胞壁先溶解，原生
质体如变形虫状自开口流出，生出鞭毛，发 育成新藻体。 • 也有一些物种的内壁孢子在离开孢子囊之前 分裂，产生2-4个或更多的游孢子。
（female gamete），活动能力强的小配 子为雄配子（male gamete）。
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刺海松 37
Codium Fragile （Sur.）Hariot
刺海松 38
Codium Fragile （Sur.）Hariot
• 2、卵式生殖（oögamy）
• 卵式生殖是分化显著的异配生殖。
• 相结合的雌、雄配子高度特化，其大小、形态和性表现都明 显不同。
著性完全相同（在外形上无法区分）； • 藻体孢子体（2n）和配子体（n）交替出现，
均能独立生活。（即多细胞二倍体世代和多 细胞单倍体世代交替）
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• 2、不等世代型（异型世代交替）
• 具有这种类型生活史的海藻： • 孢子体和配子体外形上有显著差别； • 藻体孢子体（2n）和配子体（n）交替出现，
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• 1）同配生殖（isogamy） • 配子在形态、大小和生理机能等方面完
全相同，无法分辨性的区别。
• 绿藻门中的较多物种具有这种生殖方式，黄藻门、褐藻门的 物种中都有出现。
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• 2）异配生殖（anisogamy） • 配子在形态、大小和生理机能等方面不
完全相同。 • 通常把活动能力小的大配子作为雌配子
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紫菜Porphyra sp.
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海索面目Nemalionales
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红皮藻目Rhodymeniales
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• 7）内壁孢子（statospore） • 是金藻特有的一种生殖细胞。
• 内壁孢子形成时，运动的藻体停止运动，脱去鞭毛，内部原 生质体分化成中央和边缘两部分，液泡和储藏物质都集中到 边缘的原生质内。
• 是蓝藻特有的一种细胞。
• 在丝状体蓝藻中，除了颤藻科以为的物种，都能产 生比一般的营养细胞大些、具有明显厚壁的细胞， 通常是由营养细胞的变态所产生。
• 细胞壁厚，外层为一薄层果胶质，内层含较厚纤维 素。
• 异型胞的细胞质均匀没有颗粒，能产生内生孢子， 内生孢子能发育成新丝体。
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Anabaena sperica
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鹿角菜
Pelvetia Siliquosa Tseng et C.F.Chang
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五 生活史（life history）、世 代交替（alternation of generation）
生活史是指任何一个有生命的个体从其获得生 命开始直至生命结束的这一整个历史，包含了 生物个体发育的全过程（生活环）。
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2n 2n
n
有丝分裂
n
n
n
2n
有性生殖
n
n
孢子生殖
单体型单倍体生活史（衣藻）
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• 通常认为在衣藻的生活史中只出现一种类型 的藻体（单倍体衣藻）。
• 二倍体合子没有发育成另一个二倍体藻体。 • 衣藻的营养功能，尤其是营养作用，是集中
在单倍体衣藻期。
• 所以衣藻生活史中只有核相交替没有世代交 替的现象。
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内壁孢子
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• 8）内生孢子（endospore）、外生孢子 （exospore）
• 是蓝藻中由于产生孢子的不同方式所产生的不 动孢子。
• 内生孢子，由胶质包被成半球状内壁孢子群体。孢子的产生 是由藻体细胞发育成一个近圆球状的孢子囊，在孢子囊内由 原生质体经过多次分裂产生圆球状的孢子。
均能独立生活。（即多细胞二倍体世代和多 细胞单倍体世代交替） • 一种是孢子体大于配子体；另一种是配子体 大于孢子体。
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kylin 11
小环短丝藻Crouania Minutissima 12
• 6）果孢子（carpospore）
• 在红藻生活史中由特殊个体-果孢子体 （carposporophyte，囊果）所产生。
• 果孢子体寄生在雌配子体上，是合子经过或 不经过减数分裂后的细胞演化而成。
• 果孢子萌发成的藻体，有配子体也有合子体。
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• 2、单体型二倍体生活史 （单元双相Hd）
• 具有这种类型生活史的物种，其藻体细胞是 二倍体(2n)，有性生殖时，藻体细胞经减数 分裂后，产生生殖细胞(n)，合子不再进行减 数分裂，直接发育成新的二倍体（2n）。
• 在生活史中同样只有核相交替没有世代交替。
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单体型二倍体生活史（鹿角菜）
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• 雌配子已失去鞭毛和运动能力，体内贮存了许多营养物质而 增大了体积，形成球形的“卵”；雄配子较小，但仍保留这 鞭毛，并有较强的运动能力，称为“精子”。
• 卵和精子融合为一个受精卵，最后由受精卵直接或者间接发 育成新的下一代个体。
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鹿角菜
Pelvetia Siliquosa Tseng et C.F.Chang
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• 3、营养生殖 （vegetative reproduction）
• 主要是指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 成新的藻体的一种生殖方式。
• 实际上是通过母细胞直接或有丝分裂产生子代新个 体（按照定义，单细胞海藻有细胞直接分裂的生殖 方式也属营养生殖范畴）。
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鞘丝藻属 Lyngbya sp.
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Anabaena sperica
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蕨藻属 Caulerpa webbiana
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黑顶藻 Sphacelaria rigidula
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（二）有性生殖 sexual reproduction
• 有性生殖是生物体通过产生生殖细胞，由 生殖细胞间融合繁殖子代的一种生殖方式。
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紫菜属 Porphyra sp.
紫菜的单孢子囊由 配子体体细胞直接 形成。
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顶刺藻属
Acrochaetium sp.
由配子体丝状分枝 顶端细胞形成。
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多孢毡藻
Haloplegma pllyspora Chang
et. Xia
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高氏肠枝藻
Gastroclonium Coulteri (harv.)
• 核相交替：指生活史中，与有性生殖有关 的染色体数的单倍期和二倍期交替出现的 现象。
• 单倍化是由减数分裂引起的，二倍化是由 接合引起的。
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• 具有有性生殖能力海藻的生活史依据： • 生活史中有几种类型的海藻个体 • 体细胞为单倍体或二倍染色体 • 有无世代交替
• 可以分为两种基本类型，即单体型和双单体 型生活史
• 外生孢子产生时，由藻体细胞发育成孢子囊，产生孢子时， 孢子在孢子囊顶部开口处成熟，成熟的孢子呈念珠状逐个释 放（似出芽生殖，孢子不在孢子囊内成熟）。
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Cyanobacteria （TEM×2125）
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管孢藻
Chamaesiphon sp.
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• 9）异型胞（heterocyst）
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Melobesia sp.
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Pugetia firma 5
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• 5）单孢子（monospore）、多孢子 （polyspore）
• 红藻门有些物种的配子体能产生单孢子囊 （monosporangium），每个孢子囊中只有一个 孢子。如紫菜属、頂刺藻属等。
• 红藻中少数物种的孢子体形成多孢子囊 （polysporange）并产生多孢子。如仙菜目 （8个或更多）。
海藻的生活史是多样化的。
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• 孢子体：无性世代产生孢子和具2倍数染
色体的植物体。由受精卵（合子）发育而 来。 • 产生孢子进行无性生殖的世代称为孢子体 世代（sporophytic generation），这个 世代的生物体称为孢子体。
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Pugetia firma 44
• 配子体：在植物有性世代中产生配子的
和具单倍体染色体的植物体。 • 产生配子进行有性生殖的世代称为配子体
世代，这个世代的生物体称为配子体。
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Pugetia firma 46
• 世代交替：单倍体（配子体gametophyte） 和双倍体（孢子体sporo-phyte）两种核相 不同的藻体在生活史中有规律地相互交替 出现的现象。
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（一）单体型生活史
• 在生活史中只出现一种类型的藻体，没 有世代交替现象。