几乎所有的绿藻都拥有叶绿体，它们含有使得它们带有亮绿色颜色的叶绿素a和b（和胡萝卜素与叶黄素等补助色素一起），以及成堆的类囊体。
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| 绿藻 |
绿藻的叶绿体被两层细胞膜包围着，所以有猜测说它们可能是直接由蓝菌的内共生而得来的。部份蓝菌有类似的色素沈著，但这似乎出现不只一次，而绿藻的叶绿体也不再被认为和此类型的关系相近。相对地，绿藻可能和红藻有着相同的祖先。
绿藻门植物的繁殖有通过营养繁殖、无性植物繁殖的；而有性繁殖的方式多种多样。同配、异配和卵配都有存在，我们将在不同代表植物中加以介绍。其中蛋白核绿藻的繁殖方式最为独特。
蛋白核绿藻就是一种单细胞的藻类植物，整个遗传的物质全部在细胞核中。单细胞的绿藻含有丰富的叶绿素并且堆积得很密。它是吸收了太阳能量进行光合作用反复进行细胞分裂繁殖的神秘植物，生产人们所需要的各种氨基酸、蛋白质及维生素等；对肽类物质进行正确的加工，从而使这些肽具有正常的生物活性。
绿藻又是一种高能量植物，不用种子来繁殖后代。那么，它是依靠什么方法来繁殖后代的呢？这种惊人的生命力是绿藻特有的生物活性生长因子C.G.F（Chlorella Growth Facter）决定的。C.G.F是绿藻独有的活性成分。有了C.G.F这种特殊的促进生长活性成分,使绿藻具有高超的“分身术”。一个绿藻细胞1分为2，然后2个分为4个，4个变8个，越分越多，并保证细胞基因不会发生变异。在生长环境优越的情况下，一个绿藻的细胞内可以分出4~16个孢子来。这些小小的孢子又长成了母亲的模样，于是一个小球藻经过“分身术”变成了4~16个绿藻。
刚诞生的幼小绿藻，从水中吸收养分而长大；当细胞成熟之后，绿藻的细胞分裂一定是4分裂的形式。其蕴涵的能量保障了核和叶绿素各分裂为4。除绿藻具有这种分裂繁殖的特征之外，就是原子弹的核裂变了。除此之外，没有其他任何生物会有这种分裂方法。绿藻的这种特异性分裂形式使它的叶绿体又产生大量的C.G.F。而C.G.F又是维持绿藻细胞中不断分裂繁殖中保持基因永无变异的关键所在。这种相互促进的特殊营养成分非常有益于维持人类的健康和疾病治疗。
代表植物
绿藻纲(Chlorophyceae) 本纲的植物体、细胞结构及繁殖方式差异都很大，绝大部分绿藻均属此纲。现将常见的简介于下：
衣藻属：
Chlamydomonas是团藻目内单细胞类型中的常见植物。本属约有100种以上，生活于含有机质的淡水沟和池塘中，早春和晚秋较多，常形成大片群落，使水变成绿色。植物体为单细胞，卵形，细胞内有1个厚底杯状的叶绿体，其底部有1淀粉核。细胞核位于叶绿体上方的杯中。藻体的前端有2条等长的鞭毛，其基部有2个伸缩泡，旁边有1个红色眼点。在电子显微镜还可以看到类囊体、线粒体和高尔基体等。
衣藻通常进行无性生殖。生殖时藻体常静止，鞭毛收缩或脱落，变成游动孢子囊。原生质体分裂为2、4、8、16，各形成具有细胞壁和2条鞭毛的游动孢子(zoospore)，囊破裂后，游动孢子逸出发育成新个体。
衣藻的有性生殖多数为同配生殖。原生质体分裂成8～64个小细胞，称配子(gamete)。配子在形态上和游动孢子相似，只是体形较小。配子从母细胞中放出后，游动不久即成对结合，成为2N、具4条鞭毛的合子，合子游动数小时后变圆，形成有厚壁的合子。合子经过休眠，在环境适宜时萌发。萌发时经过减数分裂，产生4个游动孢子。当合子壁破裂后，游动孢子游散出来各形成一个新的衣藻个体。
团藻属：
属于团藻目。春夏两季常见生于淤积的浅水池沼中。植物体是由数百至上万个衣藻型细胞组成的球形群体，衣藻型细胞排列在球体的表面，空心球体内充满胶质和水。有的种有胞间连丝，逐步过渡到多细胞的个体。群体中只有少数大型的细胞能进行繁殖，称此为生殖胞(gonidium)。无性生殖时，少数大型的生殖胞经多次分裂形成皿状体(plakea)，再经翻转作用（inversion）发育成子群体，落入母群体腔内，母群体破裂时放出子群体，即为一新植物。有性生殖为卵式生殖，精子囊和卵囊分别产生精子和卵，精子和卵结合形成厚壁的合子。当母体死亡腐烂后，合子落入水中，休眠后经减数分裂，发育成一个具有双鞭毛的游动孢子，逸出后萌发成一新的植物体。
团藻目中常见的属还有盘藻属（Gonium）、实球藻属（Pandorina）和空球藻属（Eudorina）。盘藻属是一种定形群体，无性生殖时，群体的全部细胞同时产生游动孢子，有性生殖为同配。 实球藻属也是定形群体，无性生殖与盘藻属相同，有性生殖是异配。空球藻属是球形或椭圆形群体，少数种的群体细胞，有些是营养细胞，不产生配子和孢子，表明营养细胞和生殖细胞已开始有了分化，有性生殖为异配。从单细胞的衣藻属，群体的盘藻属、实球藻属、空球藻属和多细胞体的团藻属来看，团藻目中有明显的演化趋势。藻类由单细胞、群体到多细胞体，细胞的营养作用和生殖作用，由不分工到分工，有性生殖由同配、异配到卵配3个方面演化。
小球藻属：
是色球藻目中的常见植物。植物体是单细胞浮游性种类，圆形或椭圆形。体内含有片状和杯状叶绿体，一般无淀粉核。无性生殖时，产生不能游动的似亲孢子(autospore)。有性生殖尚未发现。分布很广，生活于含有机质的池塘及沟渠中。常见种类有普通小球藻Chlorella vulgaris、椭圆小球藻C. ellipsoidea和蛋白核小球藻C. pyrenoidesa。
小球藻含蛋白质丰富，可高达50%，又含脂肪及多种维生素，可制高级食品或药剂。
栅藻属：
是绿球藻目中定型群体中的常见植物。一般是4个细胞的定形群体，也有8个或16个细胞的群体。细胞形状通常是椭圆形功纺锤形。细胞壁光滑或有各种突起，如乳头、纵行的肋、齿突或刺。细胞单核。幼细胞的载色体是纵行片状，老细胞则充满着载色体，有1个蛋白核。群体细胞是以长轴互相平行排列成1行，或互相交错排列成两行。群体中的细胞有同形或不同形的。无性生殖产生似亲孢子。产生似亲孢子时，细胞中的原生质体发生横裂，接着子原生质体纵裂，有的种连续发生一次或两次纵裂后，子原生质体变成似亲孢子，从母细胞壁纵裂的缝隙中放出，与纵轴相平行排列成子群体。栅藻是淡水藻，在各种淡水水域中都能生活，分布极广。
丝藻属：
是丝藻目中常见的植物。藻体为单条丝状体，由直径相同的圆筒形细胞上下连接而成，基部一般以单细胞的固着器固着，生长在岩石或木头上。细胞中央有一个细胞核，叶绿体环带形成筒状，位于侧缘，其上含有1个或数个蛋白核。丝状体一般为散生长，除基部固着器的细胞外，藻体的营养细胞都可进行分裂，产生细胞横隔壁进行横分裂。丝藻属能进行无性和有性繁殖。无性生殖时，除固着器细胞外，全部营养细胞均产生具4或2根鞭毛的游动孢子，1个细胞可产生2，4，8，16或32个游动孢子。游动孢子具眼点和伸缩泡，游动缓慢。其后以鞭毛的一端附着于基质，萌发形成一个基部固定器细胞，分裂延长为单列细胞的丝状体。有性过程为同配生殖，配子的产生过程和游动孢子一样，只是配子数量多。配子在水中游动然后成对结合，来自不同个体的配子之间，进行结合发生有性过程，称为异宗配合现象。合子经休眠及减数分裂后，产生游动孢子和静孢子，每个孢子长成一个新的植物体。
石莼属：
是石莼目植物。藻体是多细胞，为二层细胞组成的片状叶状体。基部的细胞延伸出假根丝，假根丝生在两层细胞之间，并向下生长伸出植物体外，互助紧密交织，构成假薄壁组织状的固着器，固着于岩石上。藻体细胞表面观为多角形，切面观为长形或方形，排列不规则但紧密，细胞间隙富有胶质。细胞单核，位于片状体细胞的内侧。载色体片状，位于片状体细胞的外侧，有一枚蛋白核。
石莼有两种植物体，即孢子体（sporophyte）和配子体（gametophyte），两种植物体都由两层细胞组成。成熟的孢子体，除基部细胞外，藻体细胞均可形成孢子囊，开始形成于叶状体上部叶缘的营养细胞，以后向内及中、下部扩大。孢子囊孢子母细胞核经过减数分裂，形成8～16单倍的、具4根鞭毛的游动孢子。成熟后，由孢子囊的小孔逸出，游动一段时间后，附着在岩石上，失去鞭毛，分泌细胞壁，约2、3天后萌发成配子体，此期为无性生殖。配子体成熟后行有性生殖时产生配子，配子的形成过程及放散与游动孢子相似，但配子囊母细胞核无减数分裂。每个配子囊产生16～32个具2条鞭毛的配子。多数为异配生殖，由不同藻体产生的配子才能结合成合子。合子在2、3天内萌发为孢子体。石莼属的孢子体和配子体外形相同，由这二种世代的同形藻体交替出现以延续后代，生活史属同形世代交替。
水绵属：
是接合藻目中的常见植物。本属约300种。常成片生于浅水的水底或漂浮于水面。植物体为不分枝的丝状体，由许多圆筒状细胞纵向连接而成。由于细胞壁外面有多量的果胶质，故藻体表面滑腻，用手触摸即可辨别。细胞质贴近细胞壁，中央有1个大液泡，细胞核由原生质丝牵引，悬挂于细胞中央。每个细胞内含1至数条带状叶绿体，螺旋状环绕于原生质体的外围。叶绿体上有1列蛋白核。 水绵的有性生殖为接合生殖，常见的有梯形接合和侧面接合。梯形接合时，在二条并列的丝体上，相对的细胞各生出1个突起，突起相接触处的壁溶解后形成接合管(conjugation trube)。同时，细胞内的原生质体收缩形成配子。一条丝体中的配子经接合管而进入另一条丝体中，相互融合成为合子。两条丝体和它们之间所形成的多个横列的接合管，外形很像梯子，因此叫做梯形接合（scalariform conjugation）。如接合管发生在同一丝状体的相邻细胞间，则叫侧面接合(lateral conjugation)。合子形成厚壁，随着死亡的母体沉入水底休眠，萌发前经减数分裂，其中3核退化，仅1核发育为新的丝状体。
轮藻纲：
本纲在植物体的结构以及生殖方式上都较绿藻纲复杂，现以轮藻属为例介绍于下。
轮藻属：
约150种。植物体直立，体高10～60厘米，分枝树状，有主枝、侧枝、短枝之分。体表常含有钙质，以单列细胞分枝的假根固着于水底淤泥中。主枝和侧枝分化成节和节间，节的四周轮生有短枝。短枝也分化成节和节间，短枝又被叫做“叶”。无论是主枝或是短枝，顶端均有一个顶细胞(apical cell)，可继续生长。
轮藻属没有无性生殖，有性生殖为卵式生殖。雌雄生殖器官结构复杂，为多细胞，二者皆生于短枝的节上。卵囊长卵形，位于假叶的上方，内有1个卵细胞。外围有5个螺旋形的管细胞，管细胞的顶端各有1个冠细胞组成冠。精子囊呈球形，位于假叶的下方，外围由8个三角形的盾细胞组成，成熟时鲜红色，中央有盾柄细胞、头细胞、次级头细胞及数条单列细胞的精囊丝，精囊丝的每个细胞内产生1个精子。精子放出后，进入卵囊与卵受精。合子休眠后，经过减数分裂萌发成为原丝体，然后再长出数个新植物体。轮藻的营养繁殖以藻体断裂为主。轮藻的枝状体基部也可长出珠芽，由珠芽长出植物体。轮藻多生于淡水，在流动缓慢或静水底部呈小片生长，少数生长在微咸性的水中。轮藻的植物体高度分化，生殖器官构造复杂，外面有一层营养细胞包围，可与高等植物的性器官相比较。因此，有人将它们列为独立一门。
绿藻门的经济价值很高。绿藻中如石莼、礁膜、浒苔等历来是沿海人民广为采捞的食用海藻。海产扁藻、小球藻等单细胞绿藻繁生快，产量高，含有一定量的蛋白质、糖类、氨基酸和多种维生素，可作食品、饲料或提取蛋白质、脂肪、叶绿素和核黄素等多种产品。有的绿藻可作为药用，如小球藻、孔石莼等。此外，利作藻菌共生系统和活性藻的方法来处理生活污水和工业污水。