Тема: Строение и размножение водорослей

  • Вид работы: Реферат
  • Предмет: Ботаника
  • Формат файла: MS Word

скачать реферат

 

Содержание

Введение

  1. Особенности строения тела водорослей
  2. Строение клетки
  3. Размножение водорослей
  4. Экологические группировки водорослей

Заключение

Литература

 

Введение

Водоросли — очень древняя группа организмов на Земле. За время существования у водорослей возникло множество форм строения, особенностей в размножении и расселении на нашей планете. Всего насчитывают около 30 тыс. видов водорослей.

Водоросли могут обитать в различных условиях. Их много не только в соленых и пресных водоемах, но и в почве. Они встречаются и в местах обитания с экстремальными условиями — во льдах горных вершин и Заполярье. В горячих источниках Камчатки, температура которых достигает 75,7 0С, среди разнообразных микроорганизмов обнаружено 24 вида водорослей, в том числе есть виды из рода хламидомонада.

В настоящее время обнаружено более 100 видов водорослей, развивающихся на поверхности снега и льда. Среди них наиболее часто встречаются представители рода хламидомонада. Интересно, что хламидомонада снежная, густо заполненная красным пигментом, при оттаивании верхних слоев снега под влиянием солнечных лучей начинает быстро размножаться и создает красное «цветение снега». Окраска снега может быть зеленой, красной, голубой, бурой, желтой и даже черной — в зависимости от видов, которые преобладают среди снежных водорослей.

Все разнообразные виды водорослей объединены в несколько отделов, которые различают по особенностям строения и окраске таллома. По этим признакам и даны названия отделов: Зеленые, Красные, Золотистые, Бурые, Диатомовые и другие водоросли.

 Большая часть водорослей встречается в пресных и соленых водах, а также почве. Однако есть водоросли, которые могут обитать во льдах и горячих источниках.

  1. Особенности строения тела

Водоросли — сборная группа низших, преимущественно водных, растений. Характерной особенностью всех водорослей является то, что их тело не расчленено на вегетативные органы (корень, стебель, лист), а представлено талломом, или слоевищем. По этой причине их называют талломными, или слоевищными, растениями. В отличие от высших растений у них обычно отсутствуют ткани, а органы полового и бесполого размножения, как правило, одноклеточные. Общей для водорослей является также способность к фототрофному способу питания. Вместе с тем у некоторых водорослей наряду с автотрофным существует гетеротрофный тип питания (например, у эвгленовых).

Известно более 40 тыс. видов водорослей, которые объединяются в два полцарства — Багрянки и Настоящие водоросли. Последние подразделяются на несколько обособленных отделов (Зеленые, Харовые, Диатомовые, Золотистые, Бурые и др.), которые отличаются друг от друга по ряду таких важнейших признаков, как структура таллома, набор фотосинтезирующих пигментов и запасных питательных веществ, особенности размножения и циклы развития, местообитание и т. п.

Водорослям присуще исключительное морфологическое разнообразие. Они бывают одноклеточные (хламидомонада, хлорелла), колониальные (вольвокс) и многоклеточные, среди которых встречаются нитчатые (спирогира, улотрикс) и пластинчатые (уль-ва, ламинария и др.). Каждая из этих форм имеет различные размеры — от I мкм до нескольких десятков метров (некоторые бурые и красные). Например, бурая водоросль макроцистис грушеносный вырастает за день на 45 см и достигает длины 160 м.

  1. Строение клетки. 

 

Клетки большинства водорослей существенно не отличаются от типичных клеток высших растений, однако у них есть свои особенности.

Клетки водоросли имеют клеточную оболочку, состоящую из целлюлозы и пектиновых веществ. У многих из них в состав клеточной стенки входят добавочные компоненты: известь, железо, альгиновая кислота и др.

Цитоплазма у большинства водорослей расположена тонким слоем вдоль клеточной стенки и окружает большую центральную вакуоль. В цитоплазме хорошо различимы эндоплазматический ретикулум, митохондрии, аппарат Гольджи, рибосомы, одно или несколько ядер.

В клетках водорослей из органелл особенно заметны хроматофоры (хлоропласты), которые в отличие от хлоропластов высших растений более разнообразны по форме, размерам, числу, строению, местоположению и набору пигментов. Они могут быть чашевидными, лентовидными, пластинчатыми, звездчатыми, дис-ковидными и др.

В хроматофорах сосредоточены фотосинтезирующие пигменты: хлорофиллы а, b, с, d, каротиноиды (каротины и ксантофиллы), фикобилины (фикоцианин, фикоэритрин). Кроме того, в матриксе хроматофора находятся рибосомы, ДНК, липидные гранулы и особые включения — пиреноиды. Пиреноиды присущи почти всем водорослям и небольшой группе мхов. Они являются не только местом скопления запасных питательных веществ, но и зоной их синтеза.

Веществами запаса у водорослей служат крахмал, масло, гликоген, волютин, водорастворимый полисахарид ламинарии и др.

  1. Размножение водорослей

Воспроизведение себе подобных у водорослей совершается посредством вегетативного, бесполого и полового размножения.

Вегетативное размножение одноклеточных водорослей заключается в делении особей надвое. У многоклеточных водорослей оно происходит несколькими способами, в том числе при механическом разрушении слоевища на части (волнами, течением, в результате погрызов животными) или вследствие процессов, сопровождающихся распадением нитей на многоклеточные или одноклеточные части. Например, делению нитей сине-зеленых водорослей на части нередко предшествует отмирание отдельных клеток. Иногда для вегетативного размножения служат специальные образования. На слоевищах сфацелярии (избурых водорослей) вырастают почки, которые опадают и прорастают в новые слоевища. Харовые водоросли образуют одноклеточные или многоклеточные клубеньки, перезимовывающие и дающие новые растения. У ряда нитчатых водорослей (например, у улотрикса из зеленых) отдельные клетки округляются, накапливают большое количество запасных питательных веществ и пигментов, одновременно происходит утолщение их оболочки. Такие клетки называют акинетами. Они способны переживать неблагоприятные условия, когда обычные вегетативные клетки погибают, что ведет к разрушению нити. Подобного типа акинеты есть у нитчатых сине-зелёных водорослей, но их подчас называют спорами. Некоторые красные, бурые, зеленые и харовые водоросли имеют стелющиеся побеги, на которых вырастают новые слоевища.

Бесполое размножение настоящее сопровождается, во-первых, делением протопласта клетки на части и, во-вторых, выходом продуктов деления из оболочки материнской клетки. При этом перед делением протопласта в нем происходят какие-то не вполне изученные процессы физиологической перестройки, ведущие к его омоложению. Выход продуктов деления из оболочки материнской клетки — наиболее существенное отличие настоящего бесполого размножения от вегетативного. Бывает, что в клетках образуется по одной споре, но, в отличие от акинет, они покидают оболочку материнской клетки.

Бесполое размножение водорослей происходит посредством спор или зооспор (спор со жгутиками). Они образуются или в клетках, не отличающихся по форме от других клеток, или в особых клетках, называемых спорангиями, которые нередко имеют другие размеры и форму, чем вегетативные. Главное отличие спорангиев от других клеток заключается в том, что они возникают как выросты обычных клеток и выполняют только функцию образования спор. Отличительная особенность спор и зооспор — упрощенная по сравнению с обычными клетками форма и мелкие размеры. Они бывают шаровидными, эллипсоидными или яйцевидными, покрытыми оболочкой или без нее.

Половое размножение заключается в слиянии двух клеток (гамет), в результате чего образуется зигота, вырастающая в новую особь или дающая зооспоры. У водорослей половое размножение бывает нескольких типов. В простейшем виде оно представляет соединение содержимого двух вегетативных клеток. У одноклеточных жгутиковых водорослей (некоторые вольвоксовые) половой процесс сводится к слиянию двух особей и называют его гологамией. При слиянии содержимого двух безжгутиковых вегетативных клеток половой процесс называют конъюгацией. Это единственная форма полового размножения в классе конъюгат из зеленых водорослей.

Гораздо чаще половое размножение у водорослей, в том числе у одноклеточных жгутиковых, связано с дроблением содержимого клеток и образованием внутри их специализированных половых клеток — гамет. У всех водорослей, кроме конъюгат и красных водорослей, покрайней мере мужские гаметы имеют жгутики, а у гамет противоположного пола они имеются не всегда. Образуются гаметы так же, как споры и зооспоры. Особые вместилища гамет называют гаметангиями. Число гамет в клетке или гаметангии может колебаться от одной до нескольких сотен. У примитивных водорослей гамет формируются в вегетативных клетках.

У одних водорослей каждая особь способна формировать и споры, и гаметы в зависимости от времени года и условий среды, у других функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи — спорофиты (образуют споры) и гаметофиты (формируют гаметы). У многих водорослей в цикле развития наблюдается строгое чередование поколений — спорофита и гаме-тофита (красные, бурые, Некоторые зеленые).

  1. Экологические группировки водорослей

Большинство водорослей исторически приспособились к определенным комплексам экологических факторов и образовали своеобразные сообщества, или экологические группировки: планктонные, бентосные, наземные, почвенные и др.

Планктоном называют совокупность преимущественно микроскопических свободно плавающих в толще воды организмов.

Среди них могут быть зеленые, диатомовые, золотистые, эвгленовые водоросли. Для облегчения переноса водой планктонные водоросли имеют различные приспособления, уменьшающие плотность организмов (газовые вакуоли, включения липидов, насыщенность водой и студенистость) и увеличивающие их удельную поверхность (разветвленные выросты, приплюснутая или вытянутая форма тела и др.).

Бентосом называют водные организмы, живущие на дне водоемов или обрастающие различные водные предметы. Фитобентос морей и океанов состоит преимущественно из бурых и красных водорослей, а в пресных водоемах представлены практически все отделы, кроме Бурых.

Обширную экологическую группировку составляют наземные, или воздушные, водоросли. Они образуют различно окрашенные налеты и пленки на коре деревьев, влажных камнях, заборах, крышах домов и т. д. Большинство из них относятся к отделам Зеленые и Диатомовые водоросли.

Почвенные водоросли живут в толще почвенного слоя. Это в основном желтозеленые, диатомовые и эвгленовые.

Кроме того, водоросли развиваются в горячих источниках, на поверхности снега и льда и т. п.

Большое внешнее разнообразие водорослей можно свести к ряду типов (структур), полностью или частично повторяющихся в разных отделах этих растений. Основные из них следующие:

  1. Активно подвижные, передвигающиеся в воде с помощью жгутиков водоросли, одноклеточные и колониальные.
  2. Неподвижные в вегетативной жизни водоросли, одноклеточные и колониальные разнообразной формы. Число клеток у колониальных представителей первого и второго типа строения постоянно на протяжении всей жизни; такие колонии называются ценобиями.
  3. Нитчатые водоросли. Простые или разветвленные талломы этих растений состоят из неподвижных клеток, соединенных в нити. Для нитчатой организации характерно непрерывное нарастание таллома в длину благодаря делению клеток в поперечном направлении. Нитчатые талломы некоторых водорослей объединены выделяемой клетками слизью в шаровидные, пластинчатые, волосовидные и т. п. скопления, которые обычно тоже называются колониями.
  4. Пластинчатые водоросли. Талломы в виде пластин или шнуров, формируются в результате деления клеток не только в поперечном, но и в продольном направлении.
  5. Сифоновые водоросли. Талломы разнообразной формы, лишенные перегородок, представляют собой гигантские многоядерные клетки. Перегородки появляются только при повреждении слоевища или для отделения органов размножения.

Водоросли первых двух типов строения — в подавляющем большинстве микроскопические растения. В период своего массового развития они могут сильно уменьшать прозрачность воды в водоеме и изменять ее цвет, вызывая чаще всего побурение или позеленение («цветение») водоема. Одноклеточные хламидомонада (подвижная) и хлорелла (неподвижная) из отдела зеленых водорослей — самые обычные примеры этих двух групп.

Среди нитчатых водорослей (нитчаток) есть и микро- и макроскопические формы (макрофиты). В водоемах нитчатки часто образуют скопления так называемой тины, плавающей обычно ближе к поверхности воды. Слизистую тину ярко-зеленого цвета в пресных водоемах образуют чаще всего неветвящиеся нити спирогиры. Из ветвящихся зеленых нитчатых водорослей в пресной и морской воде распространена кладофора. Очень близки к ней по внешним очертаниям таллома бурая водоросль эктокарпус и красная каллитамнион, живущие исключительно в морях.

Пластинчатые и сифоновые водоросли достигают, как правило, значительных размеров и имеют сложное внешнее расчленение слоевища. Ульва (отдел Chlorophycophyta), порфира (отдел Rhodophycophyta), ламинария (отдел Phaeophycophyta) — типично пластинчатые формы. Сифоновый организацией обладают бриопсис, кодиум (отдел Chlorophycophyta), вошерия, ботридиум (отдел Xanthophycophyta) и др.

Неодинаковы водоросли и по своей окраске, что находит отражение в названиях большинства отделов этих организмов: зеленые, желто-зеленые, бурые, красные и т. д. У значительной их части наряду с зеленым пигментом — хлорофиллом имеются дополнительные пигменты.  Набор пигментов — важный и достаточно стабильный признак отделов водорослей.

Так, у зеленых водорослей в набор пигментов входят хлорофилл, каротин и ксантофилл, в клетках сине-зеленых водорослей присутствуют кроме перечисленных пигментов фикоциан и фикоэритрин и т. д. Количественное же соотношение пигментов у разных представителей одной и той же группы водорослей сильно варьирует, обеспечивая тем самым разнообразие их цветов и оттенков.

Клетки большинства водорослей снаружи покрыты оболочкой, в состав которой входят целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества. Кроме этих соединений в слоях оболочек многих водорослей присутствуют карбонат кальция, железо, альгиновая кислота, фукоидин, хитиноподобные вещества и т. д. Под оболочкой обычно располагается тонким слоем цитоплазма с ядром и окрашенным телом — хроматофором, а в центре клетки у большинства водорослей — вакуоль с клеточным соком. Форма хроматофоров в отличие от хлоропластов высших растений чрезвычайно разнообразна. Клетки всех водорослей, кроме сине-зеленых, имеют одно или много ядер.

Заключение

Водоросли самые древние растения на Земле, обитающие в воде, на почве, на коре деревьев, а также образующие симбиотический организм -лишайник.

Являются начальным звеном в цепях питания, представляя собой пищу для животных, начиная от простейших и кончая млекопитающими. Кроме того, водоросли в процессе фотосинтеза выделяют в воду кислород, что дает возможность животным дышать в воде как в морях и океанах, так и в маленьких прудах и лужах.

В зарослях водорослей находят приют и среду обитания многие беспозвоночные животные и молодь рыб и земноводных.

Для нормального состояния биоценозов водоемов все должно находиться в равновесии - и ресурсы растений, и количество животных. Для поддержания этого равновесия необходимо, чтобы водоемы были экологически чистыми - в них не сбрасывали бы нечистоты, химические отходы, металлический лом, гниющую древесину и негниющие синтетические материалы, так как это приводит к резкому сокращению количества кислорода, повышению кислотности, увеличению численности гнилостных и болезнетворных бактерий. Это неизбежно ведет к гибели растений и животных, болезням человека и появлению на Земле мертвых и зараженных морей, озер, прудов.

Литература

  • Н.А. Лемеза Л.В. Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"
  • Седова Т.В «Основы цитологии водорослей.»   Издательство: Ленинград, «Наука» 1977
  • Барсукова Т.Н., Белякова Г.А., Прохоров В.П., Тарасов К.Л «Малый практикум по ботанике. Водоросли и грибы» Издательство: Москва, «Академия» 2005
  • Белякова Г.А., Дьяков Ю.Т., Тарасов К.Л «Ботаника»: в 4 томах, Том 1, «Водоросли и грибы» Издательство: Москва, Изд. центр «Академия» 2006 

Электронный адрес для связи artem@vseobiology.ru

© 2015-2017 https://vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую

^ Наверх