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(简答题)

试从藻类植物光合色素的种类、贮藏物质的类别、鞭毛的有无与类型等三个方面,简述各门藻类的亲缘关系和演化关系?

正确答案

藻类植物所含光合色素的种类、贮藏物质的类别、鞭毛的有无与类别等三个方面的特征,被人们认为是藻类分门的本质特征,因而从这些性状的相似程度可以推测各门藻类之间的亲缘关系。同时认为藻类的共同祖先是光合原核生物,沿着三条不同的光合色素演化出各门真核藻类。这三条进化线都含有叶绿素A和光系统II。
(1)第一进化支系。以藻胆素为光系统II的主要集光色素,该支系包括蓝藻和红藻。蓝藻的类囊体单条分散在细胞周质中,红藻已分化成载色体较蓝藻进化,但类囊体仍然保留单条分散排列的原始特性。此外,蓝藻和红藻都没有鞭毛。因此,认为真核红藻是由原核蓝藻进化而来,两者的亲缘关系较近。
(2)第二进化支系。以叶绿素C为光系统II的主要集光色素,原始类群细胞中还含有藻胆素。这一支系包括隐藻门、甲藻门、黄藻门、金藻门、硅藻门和褐藻门。其中隐藻门和甲藻门是较原始类群,隐藻细胞的载色体中,类囊体带由2个类囊体组成,较红藻进化,光合色素除叶绿素A和C外,还有藻胆素。甲藻、黄藻、金藻、硅藻和褐藻等的类囊体带均由3个类囊体所组成,叶黄素和胡萝卜素类的含量超过叶绿素,除甲藻、黄藻外都含有占优势的墨角藻黄素。除硅藻精子为单条鞭毛外,都具有2条侧生鞭毛(一茸鞭一尾鞭)的游动细胞。除甲藻贮藏物质为淀粉外,其余各门藻类都含有金藻昆布糖,褐藻为褐藻淀粉,因此,它们的远祖在亲缘关系上可能比较亲近。这一支系中,金、黄、硅藻在演化地位上高于甲藻和隐藻而低于褐藻。该支系藻类也可能起源于尚未被发现的具叶绿素A和C的原核藻类。
(3)第三进化支系。以叶绿素B为光系统II的主要集光色素。该支系中包括裸藻门、原绿藻门、绿藻门和轮藻门。但裸藻细胞是中核,载色体的类囊体带由3个类囊体组成,贮藏物质是裸藻淀粉,鞭毛一条为茸鞭型等,都与其它3个门藻类不同,裸藻是该进化线中较特殊的类群。原绿藻细胞是原核,类囊体带由2个类囊体组成,这较原核蓝藻进化。真核绿藻是由原核的原绿藻演化而来。绿藻和轮藻的类囊体带都由2-6个类囊体组成,贮藏物质都是淀粉,并存在尾鞭型鞭毛等,这两门藻类的亲缘关系密切。
虽然,轮藻的细胞有丝分裂和陆生高等植物相似,营养体和生殖器官的构造较绿藻门复杂。但是,由于轮藻是合子减数分裂型的生活史,只有单倍体的营养体,没有世代交替,高等植物不可能起源于轮藻,而被认为是绿藻进化主干上的侧支。绿藻门才是陆生高等植物进化的主干,普遍认为陆生高等植物可能由绿藻门中陆生异丝体藻类(如费氏藻)进化而来。

答案解析

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