36.79M

Category:

biology

Низшие растения - водоросли

1.

Тема: «Низшие растения водоросли»
Задачи:
Дать общую характеристику водорослям;
изучить биологию зеленых и бурых водорослей
Пименов А.В.

3.

Эволюция водорослей
2 мембраны
3 мембраны
4 мембраны
2 мембраны
3 мембраны
2 мембраны

Общая характеристика водорослей
Экологические группы: пресноводные и морские (фитопланктон и
фитобентос), наземные.
Особенности строения:
Тело водорослей может быть одноклеточным, колониальным или
многоклеточным;
1. Тело не дифференцировано на органы и ткани (таллом, или
слоевище); у сложно организованных водорослей может наблюдаться
элементарная дифференцировка тела, имитирующая органы высших
растений;
2. Клетки большинства водорослей имеют клеточную стенку,
образованную целлюлозой, клеточная стенка всегда или иногда покрыта
слизью;
3. Протопласт клеток состоит из цитоплазмы, одного или нескольких ядер
и хроматофоров (пластид), содержащих хлорофилл и другие пигменты; в
хроматофорах имеются особые образования – пиреноиды.
Олимпиадникам: У зеленых и красных водорослей оболочка хлоропласта
образована только двумя параллельными мембранами, у динофитовых и
эвгленофитовых водорослей – тремя, а у золотистых, желто-зеленых,
диатомовых и бурых водорослей – четырехмембранной оболочкой
хлоропластов. Пигменты водорослей – в буфере.

5.

2 мембраны
3 мембраны
4 мембраны
и более

6.

Общая характеристика водорослей
4. Большинство подвижных водорослей имеют
светочувствительное образование – глазок, или
стигму, благодаря которому водоросли
обладают фототаксисом.
Питание: автотрофное, но имеются видымиксотрофы.
Размножение: половое и бесполое.
Формы бесполого размножения:
- вегетативное, которое может осуществляться путем фрагментации
таллома; деления клеток одноклеточных водорослей (плеврококк, хлорококк,
эвглена зеленая); у колониальных – распада колоний;
- бесполое размножение водорослей может осуществляться с помощью
зооспор (подвижных спор) или апланоспор (неподвижных).
Половое размножение:
Связано с копуляцией гамет и образованием зиготы. Зигота прорастает в
новую особь, образующуюся в основном путем мейотического деления
(большинство водорослей гаплоидны).
Для животных характерна гаметическая редукция, для высших растений –
спорическая, для водорослей – зиготическая и спорическая редукция.

7.

Общая характеристика водорослей
Формы полового процесса водорослей:
соматогамия, хологамия, изогамия,
гетерогамия, оогамия.
Для некоторых водорослей половой
процесс осуществляется в форме
конъюгации. У высокоорганизованных
водорослей гаметы развиваются в
специальных органах полового размножения
– одноклеточных и многоклеточных
гаметангиях: яйцеклетки – в оогониях,
сперматозоиды – в антеридиях.
Многообразие. Обычно водоросли подразделяют на несколько отделов:
красные (выделяемые в самостоятельное подцарство Багрянки), бурые,
зеленые, золотистые, желто-зеленые, диатомовые, харовые и эвгленовые
водоросли (образуют подцарство Настоящие водоросли).

8.

Подведем итоги:
Как называется тело водорослей?
Таллом или слоевище.
Как называются хлоропласты водорослей?
Хроматофоры.
Что такое пиреноиды?
Структуры, вокруг которых откладывается крахмал.
Перечислите формы полового процесса у водорослей:
Хологамия, изогамия, гетерогамия, оогамия, соматогамия.
Как называются половые органы водорослей?
Гаметангии. Яйцеклетки развиваются в женских гаметангиях овогониях,
сперматозоиды – в мужских гаметангиях антеридиях.
Какие формы редукции генетического материала известны у водорослей?
Зиготическая, спорическая.
Какие растения относят к низшим и высшим растениям?
Низшие – водоросли, высшие – все остальные.
На какие две группы делятся высшие растения?
Высшие споровые и высшие семенные.
Какие отделы относятся к высшим споровым?
Моховидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные.
Какие растения относятся к высшим семенным?
Голосеменные и цветковые.

9.

Олимпиадникам:
Четырехмембранная оболочка хлоропласта характерна для водорослей:
а) ностока (синезеленая водоросль);
б) кладофоры (зеленая водоросль);
в) фукуса (бурая водоросль);
г) спирогиры (харовая водоросль);
д) порфиры (красная водоросль).

10.

Отдел Зеленые водоросли
Это самый большой отдел водорослей
(около 20000 видов). Распространены
повсеместно. В основном зеленые
водоросли обитатели пресных водоемов,
но есть и морские виды. Некоторые
обитают на суше.
Хламидомонада
Одноклеточная водоросль, обитающая
преимущественно в мелких водоемах,
загрязненных органическими веществами
(миксотроф). Основным запасным
веществом, накапливающимся в
хлоропластах, является крахмал.
В жизненном цикле преобладает гаплоидная фаза. Бесполое размножение
– с помощью зооспор. Половое у большинства видов протекает по типу
изогамии. Диплоидное поколение – зигота. Зигоспора впадает в период покоя,
при наступлении благоприятных условий – мейоз (зиготическая редукция), и
образуются четыре гаплоидные клетки, каждая из которых становится новой
хламидомонадой.

11.

12.

Отдел Зеленые водоросли
Что обозначено на рисунке цифрами 1 - 9?

13.

Отдел Зеленые водоросли
Хлорелла
Одноклеточная водоросль, обитающая в пресных и соленых водоемах, на
влажной почве, скалах. Клетки имеют вид зеленых шариков диаметром до 15
мкм. Жгутиков, глазков и сократительных вакуолей не имеет. В клетках
имеется чашевидный хроматофор с пиреноидом или без него и мелкое ядро.
Половой процесс для этой водоросли не известен. Бесполое размножение
происходит путем митотического деления содержимого материнской клетки
дважды или трижды. В результате деления формируется четыре или восемь
дочерних клеток. После разрыва материнской оболочки клетки выходят
наружу, увеличиваются в размерах и делятся вновь.

14.

Отдел Зеленые водоросли
Ее клетки содержат большое количество питательных веществ – 50
полноценных белков, жирные масла, углеводы, витамины В, С и К и даже
антибиотики. Она размножается так интенсивно, что за сутки происходит
тысячекратное увеличение числа ее клеток.
Японцы научились перерабатывать хлореллу в белый порошок, богатый
белками и витаминами. Его можно добавлять в муку для выпечки
хлебобулочных изделий. Кроме того, хлорелла используется как источник
дешевых кормов для скота и при биологической очистке сточных вод.

15.

Отдел Зеленые водоросли
Спирогира.
Нитчатые водоросли до 8-10 см. Скопления нитей спирогиры образуют
тину. Нити неветвящиеся, образованные одним рядом цилиндрических
клеток. У разных видов спирогиры количество хроматофоров колеблется от
1 до 16. В хроматофорах в большом количестве располагаются крупные
бесцветные пиреноиды. Снаружи водоросль окружена слизистым чехлом.
Размножается спирогира бесполым и половым способом. Бесполое
размножение осуществляется частями нитей при их случайном разрыве.

16.

Отдел Зеленые водоросли
Половой процесс осуществляется путем конъюгации. Конъюгация может
быть лестничной и боковой. При лестничной конъюгации конъюгируют
клетки двух нитей, расположенных параллельно друг другу.
При боковой конъюгации оплодотворение происходит в пределах одной
нити. При этом наблюдается слияние протопластов двух рядом
расположенных клеток.
Весной зигота редукционно делится и образует четыре гаплоидных ядра.
Ядра неодинаковы по размеру: одно – крупное и три мелкие, они вскоре
погибают. Из крупного ядра вместе с содержимым зиготы образует проросток
новой особи, который дает начало новой нити. Таким образом, жизненный
цикл спирогиры проходит в гаплоидной фазе, диплоидна только зигота.

17.

Отдел Зеленые водоросли
Произрастает в быстротекущих реках, ведет прикрепленный образ жизни.
Однорядные неветвящиеся нити улотрикса, прикрепляясь к подводным
предметам – камням, сваям, корягам и т.д., образуют зеленые дерновинки.
При благоприятных условиях улотрикс размножается зооспорами,
имеющими по четыре жгутика. Они образуются в четном количестве (2, 4, 8 и
более). Зооспоры бывают разных размеров – крупные и мелкие. Способность
к активному перемещению зооспор способствует расселению улотрикса.

18.

Отдел Зеленые водоросли
Половой процесс происходит по типу изогамии. Отдельные клетки нити
превращаются в гаметангии, в которых образуются двужгутиковые гаметы.
При слиянии гамет образуется четырехжгутиковая зигота. Затем она
отбрасывает жгутики и переходит в состояние покоя. В дальнейшем зигота
редукционно делится, давая начало четырем клеткам, каждая из которых
образуется новую нить.

19.

Отдел Зеленые водоросли
Цикл чередования поколений у водорослей разберем на примере нитчатой
зеленой водоросли улотрикса. Улотрикс (n) может размножаться как
бесполым, так и половым путем. Значит взрослое растение улотрикса можно
считать спорогаметофитом.
Зигота (2n) вначале плавает, затем оседает на дно, теряет жгутики,
вырабатывает плотную оболочку и слизистую ножку, которой прикрепляется к
субстрату.

20.

Отдел Зеленые водоросли
После периода покоя происходит редукционное деление ядра зиготы
(мейоз) и в ней образуются или безжгутиковые споры (n), или зооспоры (n),
что зависит от вида улотрикса (а их 25 видов), Из этих спор (или зооспор)
снова формируются взрослые растения улотрикса – спорогаметофиты.

21.

22.

Отдел Зеленые водоросли
Что изображено на рисунке?

23.

Подведем итоги:
Приведите примеры представителей одноклеточных водорослей:
Хламидомонада, хлорелла, плеврококк, хлорококк.
Как размножается хламидомонада?
Бесполое размножение – зооспорами, половое – по типу изогамии.
Как размножается хлорелла?
Автоспорами, жгутиковые формы отсутствуют.
Как размножается улотрикс?
Бесполое размножение – зооспорами, половое – по типу изогамии.
Бесполое размножение спирогиры?
Бесполое размножение осуществляется частями нитей при их случайном
разрыве.
Половое размножение спирогиры:
Половой процесс осуществляется путем конъюгации. Конъюгация может
быть лестничной и боковой. При лестничной конъюгации конъюгируют
клетки двух нитей, расположенных параллельно друг другу. При боковой
конъюгации оплодотворение происходит в пределах одной нити. При этом
наблюдается слияние протопластов двух рядом расположенных клеток
(соматогамия). Весной зигота редукционно делится и образует четыре
гаплоидных ядра. Три ядра дегенерируют, а четвертое разрывает
клеточную стенку, делится митотически и дает начало новой гаплоидной
нити.

24.

Отдел Бурые водоросли
Фукус
Отдел включает около 1500 видов
макроскопических (до 60-100 м) водорослей, ведущих
чаще бентосный образ жизни. Вместо хлорофилла b –
хлорофилл с.
Талломы бурых водорослей имеют наиболее
сложное строение среди водорослей.
Одноклеточные и колониальные формы
отсутствуют. Образуют тканеподобные структуры
(например, ситовидные клетки с косыми
перегородками). В результате этого происходит
образование “стеблевой” и “листовой” частей таллома,
выполняющих неоднородные функции. В субстрате
водоросли закрепляются с помощью ризоидов.
Размножение осуществляется бесполым и половым способом, редко
вегетативно. Органами размножения служат спорангии, как одногнездные, так и
многогнездные. Обычно есть гаметофит и спорофит, причем у высших
водорослей они чередуются в строгой последовательности, тогда как у низших
четкого чередования не происходит.

25.

26.

Отдел Бурые водоросли
Представители рода ламинария
известны под названием «морская
капуста». Зрелый спорофит
ламинарии – диплоидное растение
длиной от 0,5 до 6 и более метров.
Слоевище ламинарии имеет одну
или несколько листоподобных
пластинок, располагающихся на
простом или разветвленном
"стволе", прикрепленном к
субстрату ризоидами.
Размножение ламинарии
На поверхности пластинок
формируются зооспорангии, в
которых в результате мейотического
деления образуются гаплоидные
зооспоры с двумя неравными
жгутиками (спорическая редукция).

27.

Отдел Бурые водоросли
Они прорастают в
микроскопические
нитчатые двудомные
гаметофиты, на которых
образуются половые
органы, антеридии и
оогогнии. Половой процесс
оогамный.
В оогониях и
антеридиях образуется по
одной гамете. Из зиготы
без периода покоя
развивается диплоидный
спорофит.
Ламинарию используют
в пищу, для лечебного
питания.

28.

Отдел Бурые водоросли

29.

Отдел Бурые водоросли

30.

Значение водорослей
1. Будучи автотрофами, водоросли являются основными продуцентами (т.
е. производителями) органических веществ в различных водоемах.
Кроме того, в процессе фотосинтеза они выделяют кислород, создавая
тем самым благоприятные условия для жизни не только водных, но и
наземных организмов.
2. Водоросли играют огромную роль в жизни человека:
o
o
o
o
o
o
являются кормом для многих промысловых рыб и других животных;
служат добавками в различных питательных смесях, входят в состав
комбикормов;
некоторые водоросли (например, «морскую капусту») употребляют в
пищу;
морские водоросли используются для получения из них удобрений,
йода, брома и других вещества;
из красных водорослей добывают агар-агар, из бурых водорослей
добывают альгиновую кислоту, применяемую для изготовления
пластмасс и непромокаемых тканей;
при массовом развитии они могут наносить ущерб, поскольку ухудшается
качество воды и затрудняется водоснабжение.

31.

Подведем итоги. Что обозначено на рисунке:
1 – спорофит
2 – зооспоры, образуются мейотически
3 – мужской гаметофит с одноклеточными антеридиями
4 – женский гаметофит с одноклеточными оогониями
5 – копуляция гамет
6 – зигота, из которой развивается спорофит

32.

Олимпиадникам:
На рисунке изображены пузыри на талломе. Для чего
нужны эти структуры, чем они заполнены?
Заполнены газами, вероятно кислородом. Уменьшают
плотность.
Какой тип ветвления таллома у фукуса?
Дихотомический.
Какой тип роста таллома фукуса?
Верхушечный.
Какое поколение у фукуса диплоидное, какое
гаплоидное?
Диплоидное поколение – спорофит, достигающий 1 м
и более, в результате мейоза образуются гаплоидные
споры – крайне редуцированные гаметофиты.
Как образуются гаметы?
Из 4 гаплоидных клеток после митоза в оогонии
возникают 8 яйцеклеток, а в антеридии после 4
митозов – 64 сперматозоида.
В чем выражается чередование поколений у фукуса?
Диплоидный спорофит образует гаплоидные споры,
которые и представляют собой крайне
редуцированный гаметофит.
Когда происходит мейоз у фукуса?
При образовании спор.

33.

Олимпиадникам:
Отделы водорослей
Особенности
Красные, багрянки
Обнаружены на глубине до 200 м. Запасное вещество – багрянковый
крахмал. Отсутствуют жгутиковые формы. Чередование гаплоидного и
диплоидного изоморфных поколений. Представитель – порфира.
Хроматофоры двумембранные.
Бурые
На глубине до 200 м. Запасное вещество – ламинарин. Чередование
гаметофита и спорофита. Представители – ламинария, макроцистис,
фукус, саргассум. Хроматофоры четырехмембранные.
Диатомовые
Создают 1/2 биомассы Мирового океана, 2/3 кислорода, производимого
Мировым океаном, 1/4 органического вещества на Земле. Диплоидные
одноклеточные организмы, гаплоидны только гаметы. Чередование
поколений отсутствует. Панцирь состоит из донышка – гипотеки и
крышечки – эпитеки. Жгутиков нет. Размножаются делением. Пластиды
четырехмембранные. При наступлении неблагоприятных условий
образуют споры.
Пирофитовые
Перидинеи или динофлагеллаты вместе с диатомовыми производят 3/4
органического вещества Мирового океана. Большинство – одноклеточные
двужгутиковые организмы. Клеточная стенка – тека состоит из
целлюлозных пластинок под клеточной мембраной. Вступая в симбиоз с
морскими животными теряют теку и превращаются в сферические
золотистые клетки – зооксантеллы.
Эвгленовые
По существу эвгленовые являются жгутиковыми простейшими, многие из
которых (1/3) в ходе эволюции приобрели хлоропласты. Размножаются
делением. Половой процесс не обнаружен. Представитель – эвглена
зеленая. Запасной углевод – парамилон.

34.

Олимпиадникам:
Отделы водорослей
Особенности
Зеленые
Большинство живет в пресных водоемах. Одноклеточные, колониальные и
многоклеточные гаплоидные организмы. Представители –
хламидомонада, вольвокс, хлорококк, хлорелла, улотрикс, ульва (морской
салат), спирогира.
Харовые
Преимущественно пресноводные формы. Для многих необходимо
повышенное содержание извести в воде. Классический пример – хара.
Слоевище хары внешне напоминает побег хвоща. Прикрепляется
ризоидами, на ризоидах образуются клубеньки – органы вегетативного
размножения. Клетки хары гаплоидны, диплоидна только зигота. Оогонии
и антеридии многоклеточные. Высота растений до 1 м. Основные побеги и
ветви состоят из длинных (до 25 см), одноклеточных междоузлий и
многоклеточных узлов. Боковые побеги вильчатые, расположены
мутовками (по кругу) в узлах. Размножение половое и вегетативное –
обрывками ветвей. Растет в озёрах и опреснённых участках морей.
Многие виды используют для изучения внутриклеточных процессов.