Низшие растения, или Водоросли

Лекция 2. Обилие растений. Водные растения

Систематика растений занимается исследованием и описанием видов растений и рассредотачиванием их по группам на базе сходства строения и схожих связей меж ними, созданием систематизации.

Основными таксономическими категориями при систематизации растений являются вид, род, семейство, порядок, класс, отдел, королевство. Время от времени употребляют промежные таксономические категории: подвид, надрод, подцарство, надцарство Низшие растения, или Водоросли и другие.

Таблица 1. Таксономические категории и таксоны на примере картофеля:

Таксономические категории Таксоны
Королевство Растения
Отдел Покрытосеменные
Класс Двудольные
Порядок Пасленовые
Семейство Пасленовые
Род Паслен
Вид Картофель, либо паслен клубненосный

Низшие растения, либо Водные растения

Общая черта.Водные растения – большая сборная группа фотосинтезирующих, в большей степени аква, фотоавтотрофных эукариотических растений Низшие растения, или Водоросли. Для большинства водных растений типично: в главном аква сфера обитания, но огромное число видов встречается и на суше (на поверхности земли, мокроватых камнях, коре деревьев и т.д.).

Большая часть водных растений находится в толще воды во взвешенном состоянии либо интенсивно плавает (фитопланктон), некие ведут прикрепленный стиль Низшие растения, или Водоросли жизни (фитобентос). Зеленоватые водные растения обитают в прибрежной зоне на маленькой глубине, бурые содержат пигменты, дозволяющие им жить на глубине до 50 м, а набор фотосинтетических пигментов бардовых водных растений позволяет им обитать на глубине100-200 м, а отдельные представители обнаружены на глубине до 500 м.

Тело водных растений может быть одноклеточным, колониальным либо Низшие растения, или Водоросли многоклеточным. Если это многоклеточный организм, то его тело не дифференцировано на органы и ткани и именуется таллом, либо слоевище. У трудно организованных водных растений может наблюдаться простая дифференцировка тела, имитирующая органы высших растений – возникают ризоиды, стеблевидные и листовидные образования.

Строение клеток. Клеточки большинства водных растений имеют клеточную стену, образованную Низшие растения, или Водоросли целлюлозой и пектином (только у простых подвижных одноклеточных и колониальных водных растений, у зооспор и гамет клеточки ограничены только плазмалеммой), клеточная стена практически всегда покрыта слизью. Протопласт клеток состоит из цитоплазмы, 1-го либо нескольких ядер и хроматофоров (пластид), содержащих хлорофилл и другие пигменты; в хроматофорах имеются особенные образования Низшие растения, или Водоросли – пиреноиды– белковые тельца, вокруг которых скапливается крахмал, образующийся в процессе фотосинтеза. Вакуоли, обычно, отлично развиты; время от времени (в особенности в подвижных клеточках) имеются особенные сократительные вакуоли; большая часть подвижных водных растений имеют жгутики и светочувствительное образование – глазок, либо стигму, с помощью которого водные растения владеют фототаксисом(способностью к активному движению всего организма по Низшие растения, или Водоросли направлению к свету).

Питание автотрофное, но имеются виды сапрофиты и паразиты.

Размножение бесполое и половое, бесполое размножение осуществляется при помощи зооспор (подвижных) либо спор (недвижных). Бесполое размножение также может осуществляться при помощи вегетативного размножения методом фрагментации таллома, деления клеток одноклеточных водных растений, у колониальных водных растений – за счет распада колоний Низшие растения, или Водоросли.

Половое размножение происходит методом образования огромного количества специализированных половых клеток – гамет и их слияния (осеменения), что представляет собой половой процесс. В итоге слияния появляется зигота, которая покрывается толстой защитной оболочкой. После периода покоя (пореже сразу) зигота прорастает в новейшую особь, образующуюся в главном методом мейотического деления (зиготическая Низшие растения, или Водоросли редукция).

Обилие. Обычно водные растения подразделяют на несколько отделов: красноватые (выделяемые в самостоятельное подцарство Багрянки), бурые, зеленоватые, золотистые, желто-зеленые, диатомовые, харовые и эвгленовые водные растения (образуют подцарство Истинные водные растения).

Рис. 58. Формы таллома багрянок.
Красноватые водные растения, либо багрянки.Одно из подцарств королевства Растения. Посреди багрянок встречаются как одноклеточные Низшие растения, или Водоросли, так и многоклеточные нитчатые и пластинчатые водные растения (рис. ). Из 4000 видов только 200 приспособились к жизни в пресных водоемах и на почве, другие – жители морей. Расцветка бардовых водных растений многообразна, она определяется разным количественным содержанием пигментов: зелёные - хлорофиллы а и d, каротиноиды и фикобиллины: красноватый (фикоэритрин) и голубий (фикоцианин Низшие растения, или Водоросли). При этом расцветка водных растений различна на разной глубине, на мелководье они желто-зеленые, потом розовые и на глубине более 50 м становятся красноватыми. Наибольшая глубина, на которой находили багрянки – 500 м, где они употребляют сине-фиолетовые длины волн солнечного света. Чем короче длина волны, тем больше ее энергия, потому на наибольшую Низшие растения, или Водоросли глубину попадают световые волны с более недлинной длиной волны. При этом водолазам они кажутся темными, так отлично они поглощают весь падающий на их свет, красноватыми они смотрятся на поверхности. Пигменты сосредоточены в хроматофорах, имеющих вид зернышек либо пластинок, пиреноидов нет.

Клеточная стена – пектиново-целлюлозная, способная к сильному ослизнению, в Низшие растения, или Водоросли итоге чего у неких водных растений весь таллом приобретает слизистую консистенцию. В стенах у многих может откладываться углекислый кальций (СаСО3) либо магний (MgCO3).

Продуктом ассимиляции является багрянковый крахмал, по строению близкий к гликогену. В отличие от обыденного крахмала при окрашивании йодом он приобретает буро-красный цвет.

Багрянки имеют огромное практическое Низшие растения, или Водоросли значение. Из их получают агар-агар, использующийся в кондитерской и микробиологической индустрии, многие из их являются сырьем для получения клея. Из золы багрянок получают йод и бром. Некие красноватые водные растения употребляются на корм скоту. В Стране восходящего солнца, Китае, на островах Океании и в США багрянки Низшие растения, или Водоросли употребляются в еду. Порфира считается деликатесом. Красноватая водоросль хондрус употребляется для получения каррагенов – особенных полисахаридов, подавляющих размножение вируса СПИДа.

Отдел Бурые водные растения.Отдел включает около 1500 видов многоклеточных, в большей степени макроскопических (до 60-100 м) водных растений, ведущих прикрепленный (бентосный) стиль жизни. В большинстве случаев они встречаются в прибрежных мелководьях всех Низшие растения, или Водоросли морей и океанов, время от времени вдалеке от берега (к примеру, в Саргассовом море).

Строение. Талломы бурых водных растений имеют более сложное строение посреди водных растений. Одноклеточные и колониальные формы отсутствуют. У высокоорганизованных клеточки таллома частично дифференцируется, образуя тканеподобные анатомические структуры (к примеру, ситовидные трубки с косыми перегородками). В итоге Низшие растения, или Водоросли этого происходит образование “стеблевой” и “листовой” частей таллома, выполняющих неоднородные функции. В субстрате водные растения закрепляются при помощи ризоидов.

Клеточки бурых водных растений одноядерные с бессчетными хроматофорами, имеющими вид дисков либо зернышек. Бурая расцветка водных растений обоснована консистенцией пигментов (хлорофилла, каротиноидов, фукоксантина). Главным запасным веществом является ламинарин (полисахарид с другими Низшие растения, или Водоросли, чем у крахмала, связями меж остатками глюкозы), откладывающийся в цитоплазме. Клеточные стены очень ослизняются. Слизь помогает задерживать воду и тем препятствует обезвоживанию, что принципиально для водных растений приливно-отливной зоны.

Размножение половое и бесполое. Вегетативное размножение осуществляется частями таллома.

Ламинария.Представители рода ламинария известны под заглавием «морская Низшие растения, или Водоросли капуста» (рис. ). Они обширно всераспространены в северных морях. Зрелый спорофит ламинарии диплоидное растение длиной от 0,5 до 6 и поболее метров.

Рис. . Чередование поколений у ламинарии


Слоевище ламинарии имеет одну либо несколько листоподобных пластинок, располагающихся на ординарном либо разветвленном стеблевидном образовании, прикрепленном к субстрату ризоидами. Стеблевидное образование с ризоидами долголетнее, а пластинка раз Низшие растения, или Водоросли в год отмирает и весной вновь отрастает.

Обычными представителями бурых водных растений является ламинария, макроцистис (его огромное слоевище добивается в длину 50-60 м), фукус, саргассум.

Значение.Будучи автотрофами, водные растения являются основными продуцентами (т. е. производителями) органических веществ в разных водоемах. Не считая того, в процессе фотосинтеза они выделяют кислород Низшие растения, или Водоросли, создавая тем подходящие условия для жизни не только лишь аква, да и наземных организмов.

Водные растения играют гигантскую роль в жизни человека: являются кормом для многих промысловых рыб и других животных, служат добавками в разных питательных консистенциях, входят в состав комбикормов, некие водные растения (к примеру, «морскую капусту») употребляют в еду Низшие растения, или Водоросли. Клеточки бурых водных растений поверх целлюлозной клеточной стены порыты пектином, состоящим из альгиновой кислоты либо ее солей, при смешивании с водой (в соотношении 1/300) альгинаты образуют вязкий раствор. Альгинаты употребляются в пищевой индустрии (для получения пастилы, мармеладов), в парфюмерии (изготовка гелей), в медицине (для производства мазей), в хим индустрии (для Низшие растения, или Водоросли производства клеев, лаков). В текстильной индустрии с помощью их делают невыцветающие и непромокаемые ткани. Морские водные растения употребляются для получения удобрений, йода, брома. Йод получали ранее только из бурых водных растений. Бурые водные растения могут служить в качестве индикатора местопребывания золота, они способны копить его в Низшие растения, или Водоросли клеточках слоевища.

Отдел Зеленоватые водные растения. Отдел соединяет воединыжды около 13000 видов, это самый широкий отдел посреди водных растений. Отличительная особенность – чисто зеленоватый цвет слоевищ, вызванный доминированием хлорофилла над другими пигментами. Всераспространены везде. В главном зеленоватые водные растения жители пресных водоемов, но есть и морские виды. Некие обитают на суше Низшие растения, или Водоросли. Есть виды, вступающие в симбиотические дела с некими животными (губами, кишечнополостными, оболочниками) и грибами.

Строение. Зеленоватые водные растения представлены одноклеточными, колониальными и многоклеточными формами. Клеточки имеют плотную целлюлозно-пектиновую оболочку, бывают одноядерные либо многоядерные. В цитоплазме находятся хроматофоры с пигментами (в главном хлорофилл a и b,). Не считая хлорофилла, в клеточках содержатся каротиноиды Низшие растения, или Водоросли, ксантофиллы и другие пигменты. Хлоропласты сходны с пластидами высших растений. Главным запасным веществом, накапливающимся в хлоропластах, является крахмал.

Зеленоватые водные растения числятся праотцами наземных растений: они имеют схожие наборы фотосинтетических пигментов, оболочка содержит не только лишь целлюлозу, да и пектин, запасное вещество – крахмал, скапливаются запасные питательные вещества не в Низшие растения, или Водоросли цитоплазме (как у других водных растений), а в пластидах.

Рис. 60. Строение хламидомонады: 1 – две пульсирующие вакуоли; 2 – стигма; 3 – цитоплазма; 4 – ядрышко; 5 – ядро; 6 – хроматофор; 7 – жгутик; 8 – пиреноид; 9 – зерна крахмала; 10 – клеточная стена.


Род Хламидомонада. В переводе – единичный организм, покрытый древнегреческой одежкой – хламидой. Одноклеточные водные растения, обитающие в большей степени в маленьких водоемах, грязных органическими субстанциями Низшие растения, или Водоросли (рис. 60). Клеточка хламидомонады имеет овальную либо округлую форму, фронтальный конец заострен в виде носика. На нем размещаются два схожей величины жгутика, при помощи которых хламидомонада передвигается в воде. Оболочка клеточки пектиново-целлюлозная. В центре клеточки размещается чашевидный хроматофор с большим пиреноидом. В углублении хроматофора размещается ядро. На фронтальном конце Низшие растения, или Водоросли клеточки находятся стигма и пульсирующие вакуоли.

Плодится хламидомонада как бесполым, так и половым методом. В актуальном цикле преобладает гаплоидная фаза. При бесполом размножении хламидомонада теряет жгутики, содержимое клеточки два раза делится митотически, и под оболочкой материнской клеточки образуются четыре дочерние. Любая из их выделяет оболочку и образует Низшие растения, или Водоросли жгутики, превращаясь в зооспоры.

Рис. 61. Актуальный цикл хламидомонады: А — половое размножение (1 — материнское растение; 2 — образование гамет; 3 — копуляция гамет; 4 — зигота; 5 — прорастание зиготы; 6 — зооспора); Б — бесполое размножение (7 — образование зооспор).
Под воздействием ферментов оболочка материнской клеточки разрушается, и они выходят наружу, вырастают до размеров материнской и тоже перебегают к бесполому размножению (рис. 61).

Половой процесс Низшие растения, или Водоросли у многих видов хламидомонады происходит по типу изогамии. Содержимое клеточки делится, образуя от 8 до 32 гамет, которые напоминают зооспоры, но имеют более маленькие размеры. Клеточки с различным половым знаком соединяются. Образовавшаяся зигота покрывается толстой оболочкой и впадает в период покоя. При пришествии подходящих критерий содержимое зигоспоры делится мейотически Низшие растения, или Водоросли, и образуются четыре гаплоидные клеточки, любая из которых становится новейшей хламидомонадой.

У неких видов половой процесс осуществляется по типу гетерогамии (обе гаметы подвижны, но женская крупнее мужской) либо по типу оогамии (женская гамета недвижна).

Род Хлорелла. Одноклеточная водоросль, обитающая в пресных и соленых водоемах, на увлажненной почве, горах (рис. 62). Клеточки имеют Низшие растения, или Водоросли вид зеленоватых шариков поперечником до 15 мкм. Жгутиков, глазков и сократительных вакуолей не имеет. В клеточках имеется чашевидный хроматофор с пиреноидом либо без него и мелкое ядро. Хлорелла еще более отлично употребляет солнечную энергию для фотосинтеза. Если наземные растения употребляют около 1% солнечной энергии, то хлорелла – 10%. Половой процесс для Низшие растения, или Водоросли этой водные растения не известен. Бесполое размножение происходит методом митотического деления содержимого материнской клеточки два раза либо три раза. В итоге деления формируется четыре либо восемь недвижные споры (апланоспоры). После разрыва материнской оболочки клеточки выходят наружу, растут в размерах и делятся вновь.

Рис. . Размножение хлореллы Рис. 62. Хлорелла.
Хлорелла увлекательна тем, что Низшие растения, или Водоросли ее клеточки содержат огромное количество питательных веществ – 50 всеполноценных белков, жирные масла, углеводы, витамины А, В, С и К и даже лекарства (при этом витамина С в ней в 2 раза больше, чем в соке лимона). Она плодится так активно, что за день происходит тысячекратное повышение числа ее клеток Низшие растения, или Водоросли.

Хлорелла стала первой водорослью, которую человек стал растить в культуре. Она использовалась в качестве экспериментального объекта для исследования неких шагов фотосинтеза. В неких странах (США, Япония, Израиль) сделаны бывалые установки для выкармливания хлореллы и изучалась возможность использования хлореллы как источника питания для человека. Жители страны восходящего солнца научились перерабатывать хлореллу Низшие растения, или Водоросли в белоснежный порошок, обеспеченный белками и витаминами. Его можно добавлять в муку для выпечки хлебобулочных изделий. Не считая того, хлорелла употребляется как источник дешевеньких кормов для скота и при био чистке сточных вод.

Класс Улотриксовые. Многоклеточные водные растения, слоевище которых нитевидное либо пластинчатое. Более известные представители относятся к роду Улотрикс Низшие растения, или Водоросли и роду Ульва. Неветвящиеся нити улотрикса, прикрепляясь к подводным предметам – камням, сваям, корягам и т.д., образуют зеленоватые дерновинки. Все клеточки (кроме вытянутой в длину тусклой ризоидальной клеточки, при помощи которой происходит прикрепление водные растения) имеют схожее строение. В центре клеточки находится ядро и хроматофор, имеющий форму незамкнутого Низшие растения, или Водоросли кольца. В хроматофоре находится несколько пиреноидов. Рост нити в длину происходит за счет деления клеток в поперечном направлении. Произрастает в быстротекущих реках, ведет прикрепленный стиль жизни (рис. 65).

Рис. 65. Улотрикс: 1 – клеточная оболочка; 2 – цитоплазма; 3 – ядро; 4 – хроматофор; 5 – образование гамет; 6 – копуляция гамет; 7 – зигота; 8 – мейоз и образование четвырех гаплоидных клеток; 9 – развитие улотрикса; 10 – образование четырехжгутиковых зооспор; 11 – развитие Низшие растения, или Водоросли улотрикса из зооспор.
При подходящих критериях улотрикс плодится зооспорами, имеющими по четыре жгутика. Они образуются в четном количестве (2, 4, 8 и поболее). Зооспоры бывают различных размеров – большие и маленькие. Способность к активному перемещению зооспор содействует расселению улотрикса.

Рис. . Чередование поколений у ульвы
Половой процесс происходит по типу изогамии. Отдельные клеточки Низшие растения, или Водоросли нити преобразуются в гаметангии, в каких образуются двужгутиковые гаметы. При слиянии гамет появляется четырехжгутиковая зигота. Потом она отбрасывает жгутики и перебегает в состояние покоя.

В предстоящем зигота редукционно делится, давая начало четырем клеточкам, любая из которых появляется новейшую нить.

Принципиальная эволюционная линия связана с переходом от нитчатого слоевища к пластинчатому Низшие растения, или Водоросли. Конкретно такая форма слоевища у представителей рода Ульва (морской салат). Снаружи ульва припоминает узкий зеленоватый лист целлофана, ее слоевище до 150 см состоит из 2-ух слоев клеток. Для ульвы типично чередование поколений, при этом диплоидный спорофит и гаплоидные гаметофиты снаружи не отличаются. Такое чередование поколений именуется изоморфным.

Род Спирогира Низшие растения, или Водоросли. Зеленоватые нитчатые водные растения длиной до 8-10 см (рис. 63). Бессчетные виды спирогир обитают в пресных водоемах, в стоячей воде. Скопления нитей спирогиры образуют тину. Нити неветвящиеся, образованные одним рядом цилиндрических клеток. Жгутиковые стадии отсутствуют.

В центре клеток находится большое ядро. Оно окружено цитоплазмой, расходящейся в виде тяжей от центра Низшие растения, или Водоросли клеточки к периферии. Тут они соединяются с постенным слоем цитоплазмы. Тяжи пронизывают крупную вакуоль. В клеточках находятся лентовидные, закрученные в виде спирали хроматофоры. Они размещаются постенно с внутренней стороны оболочки. У различных видов спирогиры количество хроматофоров колеблется от 1 до 16. В хроматофорах в большенном количестве размещаются большие тусклые пиреноиды Низшие растения, или Водоросли. Снаружи водоросль окружена слизистым чехлом.

Рис. . Лестничная конъюгация спирогиры
Рост водные растения в длину осуществляется методом поперечного деления клеток. Плодится спирогира бесполым и половым методом. Бесполое размножение осуществляется частями нитей при их случайном разрыве.

Половой процесс осуществляется методом конъюгации (рис. 64). Конъюгация может быть лестничной и боковой. При лестничной конъюгации две нити Низшие растения, или Водоросли размещаются параллельно друг дружке. У рядом расположенных клеток образуют куполообразные выросты, растущие навстречу друг дружке.

В месте соприкосновения перегородки, разделяющие клеточки, растворяются, и появляется канал, связывающий обе клеточки. Содержимое одной клеточки (мужской) округляется и перетекает по трубке в другую (женскую), и их содержимое (сначала ядра) соединяется. При боковой конъюгации оплодотворение Низшие растения, или Водоросли происходит в границах одной нити. При всем этом наблюдается слияние протопластов 2-ух рядом расположенных клеток.

Зигота, образовавшаяся в итоге осеменения, окружается толстой клеточной стеной и впадает в период покоя. Весной зигота редукционно делится и образует четыре гаплоидных ядра. Три ядра дегенерируют, а 4-ое делится митотически и Низшие растения, или Водоросли дает начало новейшей гаплоидной нити. Таким макаром, спирогира проходит актуальный цикл в гаплоидной фазе, диплоидна у нее только зигота.


nizhesleduyushie-umeniya-ocenivayutsya-v-ballah-ot-1-do-3.html
nizhnegorskij-rajon-reshenie-o-postanovke-na-uchet.html
nizhnekamskij-neftehimicheskij-kolledzh.html