在不开花植物中，裸子植物、蕨类植物、苔藓植物是用叶子进行光合作用的。藻类植物没有叶。
一、藻类植物
藻类植物，包括数种不同类以光合作用产生能量的生物。一般认为是简单的植物，并且一些藻类与比较高等的植物有关。虽然其它藻类看似从蓝绿藻得到光合作用的能力，但是在演化上有独立的分支。目前，已经被人类知道的藻类有3万种左右。所有藻类缺乏真的根、茎、叶和其它可在高等植物上发现的组织构造。藻类与细菌和原生动物不同之处，是藻类产生能量的方式为光合自营性。关于藻类的研究叫作藻类学（Phycology或Algology）。生物学特性
形态
藻类植物体大小悬殊，最小的直径只有1～2微米，肉眼见不到，而最大的长达60多米；形态相差很大，有单细胞、群体和多细胞。群体各体由许多单细胞个体群集而成。多细胞个体有丝状体、囊状体和皮壳状体等，也有类似根、茎、叶的外形，但不具备高等植物那样的内部构造和功能。 生殖器官多数由单细胞构成。合子不在母体内发育成胚。主要生活在水里，也有的生活在潮湿的岩石、树干、土壤表面或内部。能在地震、火山爆发、洪水泛滥后形成的新基质上存活，是新生活区的先锋植物之一。
色素和光合作用
藻类植物细胞含有各式各样的色素，而不同的色素组成标志着进化的不同方向，是分门的主要依据。 但所有的藻类都含有叶绿素a和光合作用系统Ⅱ并能利用水作为氢的供体，在光合作用中释放出氧气。现大气中的游离氧气主要是光合作用的产物，其中大半是藻类所产生。藻类的色素主要有4类：叶绿素、藻胆蛋白、胡萝卜素和叶黄素，其中除叶绿素a以外，β-胡萝卜素也普遍存在于各种藻类，只是在隐藻门数量较少而已。此外，红藻门、和隐藻门还含有藻胆蛋白；隐藻门、甲藻门、黄藻门、金藻门、硅藻门和褐藻门含有叶绿素c；原绿藻门、屁藻门、绿藻门和轮藻门含有叶绿素b，在红藻门有的种类则含有叶绿素d。少数藻类在演化过程中营腐生或寄生生活，逐渐失掉叶绿素，成为没有色素的藻类。
二、裸子植物
裸子植物是原始的种子植物，其发生发展历史悠久。最初的裸子植物出现在古生代，在中生代至新生代它们是遍布各大陆的主要植物。现代生存的裸子植物有不少种类出现于第三纪，后又经过冰川时期而保留下来，并繁衍至今的。裸子植物是地球上最早用种子进行有性繁殖的，在此之前出现的藻类和蕨类则都是以孢子进行有性生殖的。裸子植物的优越性主要表现在用种子繁殖上。
生物特征
成长发育
裸子植物的孢子体发达，占绝对优势。多数种类为常绿乔木，有长枝和短枝之分；维管系统发达，网状中柱，无限外韧维管束，有形成层和次生结构。除买麻藤纲植物以外，木质部中只有管胞而无导管和纤维。韧皮部中有筛胞而无筛管和伴胞。叶针形、条形、披针形、鳞形，极少数呈带状；叶表面有较厚的角质层，气孔呈带状分布。
配子体退化，寄生在孢子体上，不能独立生活。成熟的雄配子体（花粉粒）具有4个细胞，包括1个生殖细胞、1个管细胞和2个退化的原叶细胞。多数种类仍有颈卵器结构，但简化成含1个卵的2～4个细胞。
裸子植物的胚珠和种子裸露。裸子植物的雌、雄性生殖结构（大、小孢子叶）分别聚生成单性的大、小孢子叶球，同株或异株；大孢子叶平展，腹面着生裸露的倒生胚珠，形成裸露的种子。种子的出现使胚受到保护以及保障供给胚发育和新的孢子体生长初期所需要的营养物质，可使植物度过不利环境和适应新的环境。小孢子叶背部丛生小孢子囊，孢子囊中的小孢子或花粉粒单沟型、有气囊，可发育成雄配子体，产生花粉管，将精子送到卵，摆脱了水对受精作用的限制，更适应陆地生活。少数种类如苏铁属（Cycas）和银杏（Ginkgo biloba），仍有多数鞭毛可游动。由此可以说明，裸子植物是一群介于蕨类植物与被子植物之间的维管植物。
花粉成熟后，借风力传播到胚珠的珠孔处，并萌发产生花粉管，花粉管中的生殖细胞分裂成2个精子，其中1个精子与成熟的卵受精，受精卵发育成具有胚芽、胚根、胚轴和子叶的胚。原雌配子体的一部分则发育成胚乳，单层珠被发育成种皮，形成成熟的种子。
三、蕨类植物
蕨类（Fern）是泥盆纪时期的低地生长木生植物的总称。它们需要水分作为再生循环的一部分，且从此开始衍生出各种不同的种类，在今日仍是一种生命力极强的植物。蕨类植物有着一个世代交替的生命周期，由双套的孢子体和单套的配子体两者循环。配子体是一游离的器官。蕨类植物典型的生命周期如下：孢子体（双套）经由减数分裂产生单套的孢子；孢子经由细胞分裂形成配子体；配子体会经由有丝分裂产生生殖细胞；可移动、具鞭毛的精子让仍黏在原叶体上的卵子受精；受精后的卵子形成了一个双套的受精卵，并经由有丝分裂成长成孢子体 。
生态
就一般的印象而言，蕨类植物是生长在阴暗潮湿的林地角落里，但其实蕨类植物可以生长的栖地范围要比这多出许多，亦有居住在高海拔的山区、干燥的沙漠 岩地、水里或原野等地区的物种。蕨类植物一般认为大多生长在特定的边缘地带，通常是在环境限制了种子植物兴盛的地方。但某些蕨类植物却是这世上最烦人的杂草，包括生长在英国高地的蕨属或生长在赤道附近湖泊的满江红属，两者都形成了广泛且具侵略性的领域。蕨类植物的栖地主要有四种特定的类型：湿暗的森林、岩地的裂缝，尤其是可以挡住全部太阳的地方、泥塘和沼泽等酸性湿地、以及赤道的树上，其中许多物种为附生植物。
许多蕨类植物和具有菌根的菌类有着关连性。许多蕨类植物只生长在特定的酸碱值下，如海金沙只生长在潮湿且强酸性的土地上，而球茎冷蕨则只生长在石灰岩上。
四、苔藓植物
苔藓植物门 (Bryophyta)绿色无种子的绿色植物。至少18,000种，可分为3纲：苔纲 (Hepaticae)、藓纲 (Musci)及角藓纲(Anthotopsida或Anthocerotae)。
大部分苔藓植物高2～5公分(0.8～2吋)，少数种高达30公分(1市尺)。苔藓植物广布世界各地，从极地到热带均可见，在潮湿的环境中最为繁茂，但并没有海生者，对于长期干燥和冰冻的条件均极能耐受。对人类有重要的经济价值，可用于农业、园艺业，也是能源。某些苔藓植物用作观赏植物，如在苔藓植物园内。苔藓植物与维管植物的不同之处在于每个孢子体只产生一个孢蒴，而维管植物的孢子体可产生多个孢子囊；与维管植物相反，苔藓植物的配子体发达，而孢子体退化。
大部分苔藓植物的配子体常以丝状的假根固定在基质上；假根主要是固著器官，兼有吸收作用。孢子体通常为一年生，在不同程度上依附于配子体以吸收营养和水分。孢子体的茎状结构上有孢蒴，孢子从孢蒴中散出。孢子萌发后形成配子体——片状的叶状体或有茎叶分化的茎叶体，孢子体在配子体上发育。苔藓植物也能透过配子体的片段或像孢子一样出芽萌发的特化细胞进行营养繁殖。疑为最早期苔藓植物的化石发现于晚泥盆纪(3.74亿年前至3.60亿年前)，形似藓纲叉藓目(Metzgeriales)植物。苔藓植物具有柔软矮小的茎和叶，不开花，没有种子，用孢子繁殖。
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