Царство растения Водоросли - низшие растения. Особенности строения и развития.
• Растения — царство эукариотических автотрофных организмов. Для растений характерны: • способность к фотосинтезу; • наличие жестких клеточных стенок, состоящих из целлюлозы; • накопление крахмала как запасного вещества; • крупные вакуоли в клетках. • У растений неподвижное, сильно расчлененное тело. Они способны усваивать минеральные элементы питания, в частности азот, в виде неорганических соединений. С малой концентрацией необходимых веществ в почвенном растворе и в атмосфере (СО для фотосинтеза) связаны отсутствие активного движения, требующего больших затрат энергии, и питание путем поглощения. Типичные растения неподвижны. Увеличение поверхности соприкосновения с источниками пищи достигается ветвлением. • Водоросли (Algae) группа автотрофных растений, живущих преимущественно в воде. Тело их не расчленено на органы и ткани, органы размножения одноклеточные. Такое строение отличает их от высших растений. Различают следующие отделы водорослей: Красные, или багрянки, Зеленые, Золотистые, Желто-зеленые, Диатомовые, Бурые, Пирофитовые, Эвгленовые и др.
Жгутиковые водоросли. Верхний ряд, слева направо: эвгленовые (эвглена зелёная, факус), пирофитовые (ночесветка, цератиум разветвлённый). Нижний ряд – пирофитовые; слева направо: диссодиниум лунный, динофизис норвежский, перидинелла, пророцентрум малый
Диатомовые. Верхний ряд, слева направо: хетоцерос двойной, диатомея тонкая, фрагилярия, талассиосира балтийская, рабдонема уменьшенная. Нижний ряд, слева направо: мастоглора голубая, мелозира северная, табеллярия, навикула морская, пиннулярия
Золотистые и желто-зелёные водоросли Слева направо: динобрион балтийский (колония золотистых водорослей), жёлто-зелёные водоросли (микротамнион, харациопсис периформис)
Зелёные водоросли. Верхний ряд, слева направо: хламидомонада, хлорелла, микрастериас, сценедесмус двуформенный, вольвокс. Нижний ряд, слева направо: спирогира, улотрикс, ульва, каулерпа, кладофора
Красные водоросли (багрянки). Верхний ряд, слева направо: ирландский мох, эндокладия колючая, порфира ланцетолистная, гелидиум. Нижний ряд, слева направо: пальмария обманчивая, гигартина, филлофора, полиневра
Бурые водоросли. Верхний ряд, слева направо: фукус, постелсия пальмовидная, макроцистис, саргассум. Нижний ряд, слева направо: ламинария, аналипус японский, пельвеция пучковатая, цистозейра
• Клетки примитивных монадных (подвижных одноклеточных и колониальных), а также зооспоры и гаметы большинства водорослей голые, ограничены только плазмалеммой. У большинства же водорослей, как и у высших растений, имеется клеточная стенка. Она состоит из двух компонентов: аморфного матрикса (пектин, гемицеллюлоза) и фибриллярного скелета. У водорослей известны три главных типа скелетных полисахаридов: целлюлоза, маннан и ксилан. Недостаток или отсутствие целлюлозы компенсируется минерализацией стенок: ожелезнением у вольвоксовых, обызвествлением у харовых, окремнением у диатомовых. На поверхности могут откладываться слизи, поступающие через поры. • Цитоплазма расположена тонким постенным слоем, окружая вакуоли с клеточным соком. Эндоплазматическая сеть представлена каналом, огибающим хроматофор, иногда отдельные канальцы обнаруживаются также вокруг ядра. Митохондрии располагаются у активных центров клетки: у монадных зеленых — около основания жгутиков, у бурых — вокруг ядра. • Характерная особенность клеток водорослей — наличие хроматофоров. Хроматофор — носитель окраски. Они занимают в клетке в большинстве случаев постенное положение. Форма их очень разнообразна: лентовидная, чашевидная, в форме кольца или полого цилиндра, зернистая. • Тилакоиды всех водорослей содержат хлорофиллы и каротиноиды.
• Строение одноклеточных водорослей. • Слева эвглена зелёная, справа – хламидомонада
• Строение многоклеточных водорослей. • Слева клетка нитчатой спирогиры, справа – фукус пузырчатый
• Окраска хроматофоров варьирует в зависимости от набора пигментов. Спектр дополнительных пигментов коррелирует с глубиной обитания водорослей. Слой воды поглощает оранжево-красные лучи, пропуская синие, которые могут быть использованы лишь с помощью красно-бурых пигментов. Поэтому обычно ближе к поверхности обитают водоросли, имеющие чисто-зеленую окраску, а на глубине они сменяются бурыми и красными. В хроматофорах всех водорослей имеются особые образования — пиреноиды. Пиреноид — активный центр синтеза крахмала, образующего оболочки. Подвижные клетки имеют жгутики. Запасные вещества в клетках водорослей — это полисахариды (крахмал, багрянковый крахмал, ламинарии) или масла. Ядро имеет типичное строение. В процессе деления (митоз, мейоз) у большинства водорослей обнаруживаются центриоли.
Размножение. • При вегетативном размножении новые особи возникают из обрывков нитей, кусков слоевищ, при распадении колоний или делении клеток одноклеточных водорослей. • При бесполом размножении содержимое одной клетки (зооспорангия) делится на две, четыре, восемь и более частей, образуя подвижные клетки — зооспоры. Каждая из них дает начало новой особи. У колониальных зеленых водорослей при бесполом размножении образуются дочерние колонии. У диатомовых, фукусовых, сцеплянок, харовых, сифоновых бесполое размножение отсутствует. • Половое размножение распространено у всех водорослей. Формы полового процесса у водорослей разнообразны: изогамия, гетерогамия, оогамия. Половой процесс, при котором сливается содержимое двух вегетативных клеток, физиологически исполняющих функцию гамет, называется конъюгацией. • Образовавшаяся при половом процессе диплоидная зигота покрывается толстой клеточной стенкой, накапливает запасные питательные вещества и в состоянии покоя способна легко переносить неблагоприятные условия. Зигота или прорастает в новую особь непосредственно, или в ней образуются зооспоры, которые, освобождаясь, дают начало новым особям.
Отдел Красные водоросли (багрянки) Морские водоросли, живут на больших глубинах. Среди багрянок есть одноклеточные неподвижные водоросли, нитчатые и пластинчатые. Однако у большинства таллом образован плотным переплетением одной или многих нитей, которые удерживаются вместе слизистым межклеточным матриксом. Размеры некоторых багрянок, например порфиры (Porphyra), достигают 2 м. • Хроматофоры в виде зерен или пластинок. Окраску багрянкам придают водорастворимые фикобиллины, маскирующие цвет хлорофилла. Багрянки хорошо приспособлены к поглощению зеленых, фиолетовых и синих лучей света, проникающих на большую глубину. • Продукт ассимиляции — багрянковый крахмал, который откладывается в цитоплазме. • Клеточная стенка состоит из пектиновых и гемицеллюлозных компонентов, которые сильно набухают и часто сливаются в общую слизь. В стенках откладывается известь, например у рифообразующих коралловых водорослей. • При размножении полностью отсутствуют жгутиковые стадии. Бесполое размножение с помощью апланоспор, половой процесс оогамный. Спорофиты и гаметофиты сходного или отличного строения. • Багрянки — лучшие агароносы, отличающиеся высоким содержанием легкогидролизующихся полисахаридов.
Отдел Зеленые водоросли. • Обитают в пресных водах, морях, некоторые — на снегу, стволах деревьев, в почве. У зеленых водорослей представлены все типы организации таллома: активно подвижный одноклеточный (хламидомонада) и колониальный (гониум — Gonium, пандорина — Pandorina, вольвокс —Volvox); неподвижный одноклеточный (хлорелла, хлорококк — Chloroсоссит) и колониальный (педиаструм — Pediastrum, водяная сеточка— Hydwdiction); многоклеточный нитчатый (улотрикс — Ulotrix, спирогира — Spirogyra) и пластинчатый (ульва— Ulva); сифональный (каулерпа— Caulerpa, ацетабулярия — Acetabularia). • Зеленые водоросли сходны с высшими растениями: имеют тот же состав пигментов которые участвуют в фотосинтезе, накапливают запасной крахмал внутри пластид. Хроматофоры разнообразной формы: чашевидные (хламидомонада, хлорелла), лентовидные (спирогира) и зернистые (хара). Тилакоиды — в многочленных пачках. Клеточные стенки обычно содержат целлюлозу и пектины. Эндоплазматическая сеть более развитая, чем у остальных водорослей. • Зеленые водоросли — наиболее разнообразная группа как по строению, так и по жизненному циклу. Представлены все типы размножения и все виды полового процесса.
• Хлорелла (Chlorella) — одноклеточная неподвижная водоросль. Клетки шаровидные с чашевидным хроматофором, мелкие (до 15 мкм). Размножение бесполое с образованием четырех или восьми (16) неподвижных спор. После разрыва оболочки материнской клетки они освобождаются. Хлореллы (25 видов) распространены в пресных и соленых водах, в почве, симбионты лишайников.
• Нитчатые спирогиры (Spirogyra) обитают в пресных водах, образуя тину. Нити неветвящиеся, из одного ряда клеток, содержат один или несколько извитых лентовидных хроматофоров. Вегетативно размножается обрывками нитей, бесполое размножение неподвижными апланоспорами, образующимися по одной в каждой клетке.
• Половое размножение по способу конъюгации. • Две гетероталличные нити располагаются параллельно. Супротивные клетки образуют выросты, направленные друг к другу. В месте их соединения оболочки растворяются и образуется сквозной канал, через который сжавшийся протопласт одной клетки в течение нескольких минут перемещается в другую. Протопласты сливаются, и образуется толстостенная зигота. • После конъюгации клетки одной из нитей (физиологически женской) будут содержать зиготы, другой (физиологически мужской) — останутся пустыми. • Зигота после периода покоя делится мейотически и прорастает в одну нить, три ядра из четырех при этом редуцируются. • Жизненный цикл спирогира проходит в гаплоидной фазе, диплоидна только зигота.
Половой процесс у спирогиры
• Хара, лучица (Chard), имеет вертикально стоящий ветвящийся таллом высотой 20. . . 30 см (до 1 м). К субстрату прикреплены ризоидами. Клетки одеты целлюлознопектиновой стенкой, в наружных слоях которой отлагается карбонат кальция. Хроматофоры мелкие, дисковидные. Вегетативное размножение с помощью клубеньков; бесполого размножения нет.
Половой процесс оогамный. спирально изогнутые двужгутиковые сперматозоиды образуются в шаровидных антеридиях. Стенка антеридия образована восемью щитками — плоскими клетками, от которых внутрь отходят нити. Каждая нить состоит из 100. . . 200 клеток, в которых образуется по одному сперматозоиду. В оогонии образуется одна яйцеклетка. Его стенка образована пятью спирально ИИзогнутыми клетками, на своих концах отчленяющих по одной короткой клетке коронки. В момент оплодотворения сперматозоид проникает к яйцеклетке под коронкой. Зигота одевается плотной оболочкой. Стенка оогония утолщается и опробковевает. После периода покоя зигота мейотически делится и прорастает.
Отдел Бурые водоросли — Phaeophyta • Ламинария (Laminaria), «морская капуста» . • У ламинарии чередуются гетероморфные поколения: многолетний спорофит, достигающий нескольких метров в длину, и микроскопический эфемерный гаметофит. Спорофит ламинарии имеет листоподобную пластинку, ствол и ризоиды, которыми прикрепляется к подводным камням и скалам. Между пластинкой и стволом находится зона вставочного роста, за счет которой нарастают и пластинка, и ствол. Ствол с ризоидами зимует, а пластинка ежегодно отмирает и весной вновь отрастает.
• При бесполом размножении из поверхностных клеток формируются группы зооспорангиев, в которых в результате мейотического деления образуются гаплоидные зооспоры с двумя неравными жгутиками, прикрепленными сбоку. Зооспоры прорастают в микроскопические, из нескольких клеток, нитчатые гаметофиты, на которых образуются половые органы. • Половой процесс оогамный. В оогониях (на женских гаметофитах) и в антеридиях (на мужских) образуется по одной гамете (яйцеклетке и сперматозоиду соответственно). • Яйцеклетка оплодотворяется вне оогония. • Зигота без периода покоя прорастает в диплоидный спорофит.
Диатомовые водоросли (Bacillariophyta) – от 10 до 20 тысяч видов микроскопических (0, 75– 1500 мкм) одиночных или колониальных водорослей, клетки которых окружены кремниевым панцирем из двух створок. Стенки панциря имеют поры, через которые происходит обмен с внешней средой. Многие диатомеи передвигаются по субстрату, за счёт выделения слизи. • Размножении делением дочерняя особь получает по половинке панциря, вторая половинка вырастает заново. Из-за того, что старая пластинка обхватывает своими краями вырастающую новую, поколения водорослей мельчают. • Диатомеи образуют споры.
Скачать презентацию Царство растения Водоросли — низшие растения Особенности строения
Систематика растений. Водоросли.ppt