Содержат одноклеточные и многоклеточные организмы мхи или водоросли

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

Сейчас мы поговорим о старейших видах растений нашей планеты. К ним относятся водоросли, лишайники и мохообразные.

Водоросли, лишайники и мхи радикально отличаются от других групп растений.

Они не имеют цветков, плодов, семян и размножаются спорами или своими частями.

Эти растения можно назвать самыми ленивыми, ведь пока их сородичи эволюционировали, превращаясь в более совершенные организмы с новыми возможностями, такими как цветение и плодоношение, они миллионы лет спокойно оставались в своей изначальной форме, только лишь адаптируясь к условиям среды обитания.

Но мы можем их поблагодарить за такую пассивность, так как эти группы растений играют важнейшую роль в экосистеме планеты.

Водоросли. Самые маленькие и огромные

Водоросли преимущественно обитают в соленых и пресноводных водоемах, однако, встречаются повсеместно.

Простейшие водоросли состоят из одной клетки, так что мало чем отличаются от бактерий.

Доказательством широкого присутствия водорослей в окружающем нас мире может служить цветение дождевых луж, которые длительное время пребывают под воздействием солнечных лучей.

И что уже говорить о лужах, когда даже водопроводная вода в стеклянной банке на подоконнике может за несколько дней позеленеть.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Строение простейших водорослей

Наиболее распространенные одноклеточные водоросли – хламидомонада и хлорелла.

Именно они вызывают цветение воды.

Эти водоросли имеют в своем составе хлорофилл, благодаря чему и окрашены в зеленый цвет.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Иногда в горах можно наблюдать удивительное явление - красный снег.

Многие альпинисты восхищаются им и фотографируют как мистическое явление.

На самом деле, причина этого явления Хламидомонада снежная (Chlamydomonas nivalis).

У нее, помимо известного вам зеленого пигмента хлорофилла, имеется красный пигмент астаксантин.

Когда эта одноклеточная водоросль размножается, то астаксантина становится много и снег краснеет.

Стоит добавить, что Хламидомонада снежная погибает при температуре 4 градуса, поэтому наблюдать такое явление можно совсем недолго и только при низких температурах.

В России эта водоросль обитает на Кавказе и в Антарктике.

Более сложные водоросли имеют тело, состоящие из огромного, практически ничем не ограниченного количества клеток.

В отличие от других растений, они не имеют таких органов, как стебли, корни и листья.

Тело водоросли называется слоевищем.

Оно может иметь специальные отростки (ризоиды) и с помощью них крепиться к грунту или различным поверхностям, однако, и эти отростки нельзя назвать корнями, так как их функции, в сравнении с корневыми системами деревьев и кустарников, очень ограничены.

Слоевище отдельных видов водорослей может достигать в длину нескольких десятков метров и по форме быть нитевидным, шаровидным, пластинчатым, кустообразным.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Практическое применение водорослей

Многим видам человек нашел практическое применение.

Например, ламинария (морская капуста) активно употребляется в пищу и является источником йода и других полезнейших для нашего организма веществ и микроэлементов.

В ней витаминов больше, чем во многих фруктах и овощах.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

О пользе этого удивительного растения знали еще в Древнем Китае.

Правящий в XIII веке император даже издал указ, обязывающих граждан страны употреблять ламинарию в пищу ежедневно.

Игнорирование этого указа даже могло быть приравнено к государственной измене и повлечь за собой серьезное наказание.

Как свидетельствуют старинные источники, требование императора принесло значительную пользу населению, многократно снизив заболеваемость зобом (болезнью щитовидной железы).

Новые возможности использования водорослей открываются учеными и сегодня.

Например, синтезируемое из красных морских водорослей вещество каррагинан может быть использовано для производства аккумуляторов, более долговечных, более легких по весу и более доступных по цене в сравнении с распространенными на сегодняшний день литий-ионными батареями.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Мохообразные. Еще не деревья, но уже и не водоросли

Мхи – следующая ступень эволюции после водорослей.

Их можно назвать водорослями, приспособившимися к жизни вне водоемов.

Мхам уже не нужна водная среда для нормального роста и размножения, однако любовь к влаге у них сохранилась.

Именно по этой причине мох зачастую растет с северной части домов, камней и деревьев, а также в местах с повышенной влажностью.

Это связано с тем, что мох, как и водоросли, впитывает воду не корнями, а всей своей поверхностью.

Тело мха многоклеточное. Оно представляет собой слоевище (как у водорослей) или стебель с боковыми побегами и ризоидами, при помощи которых растение крепится к поверхности.

А вот так выглядит Funaria при сильном приближении, высота ее около 5 см.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Невероятная выживаемость

Одно из преимуществ мохообразных в сравнении с другими растениями – удивительная живучесть.

В неблагоприятных условиях растение переходит в состояние анабиоза, то есть впадает в спячку. При этом оно теряет значительное количество влаги, а обменные процессы в клетках практически прекращаются.

В таком состоянии мох может пребывать несколько десятков лет, оставаясь готовым возродиться в случае получения живительной влаги.

В анабиозе мох становится устойчивым к засухе, экстремально высоким и низким температурам. Отдельные виды без проблем выдерживают даже нагрев до 120°С!

К одним из наиболее интересных видов мхов относится сфагнум. Это растение, благодаря своей особой структуре, способно задерживать огромное количество воды.

Наполненный водой сфагнум весит почти в 30 раз больше, чем сухой.

За такую способность мха отвечают специальные клетки, представляющие собой микроскопические резервуары. В отсутствии воды они заполнены воздухом, так что сухой и влажный сфагнум, несмотря на разницу в весе, по объему практически не отличаются.

Эти удивительные свойства мха обнаружили еще наши предки и использовали сфагнум в качестве теплоизоляционного материала для своих домов.

Хорошо сохраняя тепло, растение проявило и другие полезные свойства.

Дерево, контактирующее с таким утеплителем практически не гнило, так как в растении содержались природные бактерицидные вещества, препятствующие размножению вредоносных микроорганизмов.

Водоросли — это фотосинтезирующие автотрофные эукариотические организмы.

Насчитывается около 30 тыс. видов различных водорослей. Выделяют отделы Зелёные, Красные, Бурые водоросли и др. Водоросли бывают одноклеточные, многоклеточные и колониальные.
Тело многоклеточных водорослей (таллом) состоит из сходных клеток и не разделено на органы и ткани. Формы таллома очень разнообразны: монадная, амебоидная, нитчатая, пластинчатая и др. Хлоропласты водорослей называются хроматофорами. У многих подвижных водорослей имеется светочувствительный глазок (стигма), благодаря чему эти водоросли обладают фототаксисом — способностью к движению по направлению к свету.
Водоросли обитают главным образом в воде, однако большое число видов поселяются на суше во влажных местах обитания (на поверхности почвы, камнях, коре деревьев).
Размножение водорослей. Водоросли могут размножаться бесполым и половым путём. К бесполому относится вегетативное размножение (деление таллома на части у многоклеточных, деление клеток надвое у одноклеточных, распадение колоний у колониальных форм) и спорообразование (образование в спорангиях подвижных или неподвижных спор). Половое размножение заключается в формировании гамет и их последующем слиянии с образованием зиготы, а также просто слиянии двух одноклеточных водорослей друг с другом, либо посредством конъюгации. При половом размножении в жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит, бурых — спорофит.
Зелёные водоросли распространены преимущественно в пресных водах (около 13 тыс. видов). Помимо водной среды некоторые виды обитают на поверхности почвы и т. д., а также вступают в симбиотические отношения с грибами. Отличительные особенности: 1) содержание в хлоропластах хлорофилла а и b, преобладающих над другими пигментами; 2) основным запасающим продуктом является крахмал; 3) клеточная стенка образована целлюлозой. Зелёные водоросли бывают одноклеточные (хламидомонада, хлорелла), многоклеточные (улотрикс, спирогира) и колониальные (волвокс).
Красные водоросли распространены преимущественно в тёплых водах морей и океанов (около 4 тыс. видов). Почти все красные водоросли многоклеточные. Отличительные особенности: 1) содержание в хлоропластах хлорофилла а и d, а также пигментов от ярко-красной до почти чёрной окраски, что позволяет им воспринимать солнечные лучи той части спектра, которые проникают глубже в толщу воды; 2) основным запасающим продуктом является багрянковый крахмал, близкий по строению к гликогену; 3) подвижные стадии в жизненном цикле отсутствуют. К красным водорослям относятся порфира, бангия, немалион и др.
Бурые водоросли распространены преимущественно в умеренных или холодных водах морей и океанов (около 1,5 тыс. видов). Все бурые водоросли многоклеточные. Отличительные особенности:1) содержание в хлоропластах хлорофилла а и c и других пигментов; 2) основным запасающим продуктом является ламинарин; 3) в жизненном цикле присутствуют подвижные стадии. К бурым водорослям относятся ламинария (морская капуста), фукус, саргассум, макроцистис и др.
Значение водорослей. Водоросли являются важным компонентом водного сообщества. В водах мирового океана водоросли являются основными продуцентами органических веществ. Кроме того, они выделяют кислород, необходимый для дыхания животным и растениям. Водоросли, обитающие на поверхности почвы, участвуют в почвообразовании. Водоросли сыграли огромную роль в истории Земли, обогатив атмосферу кислородом. Широко используются водоросли и человеком: в пищу и на корм скоту (богаты витаминами, солями йода и брома), для получения агар-агара и других веществ и т. д.

Подцарство высшие растения

Споровые растения

Отдел Моховидные

Моховидные произошли от водорослей и представляют собой эволюционный тупик. Отдел Моховидные включает около 25 тыс. видов. Обычно размеры мхов от 1 мм до 60 см. Одни мхи представляют собой таллом, другие имеют стебель и листья. Моховидные не имеют корней. Некоторые из них имеют одно- или многоклеточные ризоиды, которыми они прикрепляются к грунту и поглощают воду и минеральные вещества.
В жизненном цикле мхов гаплоидный гаметофит преобладает над диплоидным спорофитом. Это отличает их от остальных высших растений. Гаметофит развивается из гаплоидной споры. У разных видов мхов гаметофит может быть однополым (двудомным) или двуполым (однодомным). На гаметофите в органах полового размножения (гаметангиях) образуются подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. Мужские половые органы называются антеридии, женские — архегонии. Оплодотворение происходит в присутствии капельно-жидкой влаги. Из оплодотворённой зиготы развивается коробочка со спорами.
Таким образом, взрослое растение мха — половое поколение (гаметофит), а коробочка со спорами — бесполое поколение (спорофит). Половое и бесполое поколения не разделены, а представляют одно растение. Также мхам свойственно и вегетативное размножение. Наиболее крупный класс моховидных — Листостебельные мхи. Различают зелёные мхи (кукушкин лён) и сфагновые (белые) мхи (сфагнум).
Зелёные мхи. Представитель — кукушкин лён, многолетнее растение высотой до 20 см. Широко распространён в еловых лесах, на болотах. Гаметофиты кукушкиного льна раздельнополы (двудомны), имеют прямостоячие неветвистые стебли с острыми листьями и ризоиды. На верхушках мужских и женских гаметофитов формируются антеридии и архегонии. Во время дождя или росы двужгутиковые сперматозоиды проникают к яйцеклеткам и сливаются с ними. После оплодотворения на женских растениях образуется диплоидный спорофит — коробочка на длинной ножке. Внутри коробочки формируется спорангий с гаплоидными спорами. Попадая в почву, спора прорастает в зелёную ветвящуюся нить — протонему, похожую на зелёную водоросль. Часть протонемы углубляется в почву, теряет хлорофилл и превращается в ризоиды; а из наземной части протонемы образуется стебель мха с листьями.
Сфагновые (белые) мхи. Представитель — сфагнум, играет важную роль в формировании и жизни болот. Сфагнум беловато-зеленого цвета, так как содержит большое количество воздухоносных клеток, имеет ветвистые стебельки, усаженные мелкими листьями, и не имеет ризоидов. Поглощение воды осуществляется всей поверхностью. Сфагновые мхи растут верхней частью побегов, а нижняя часть отмирает. В результате образуются залежи торфа. Процесс торфообразования происходит благодаря застойному переувлажнению, отсутствию кислорода и созданию мхами кислой среды.
Значение. Мхам принадлежит важная роль в природе: как накопители влаги они участвуют в регулировании водного баланса лесов и соседних территорий.
Человеком торф используется в качестве топлива, как термоизолятор, в сельском хозяйстве в качестве удобрения, в химической промышленности для получения парафина, фенола, аммиака, уксусной кислоты, метанола, красителей и других веществ, в медицине при грязелечении, а также может быть использован как бактерицидный перевязочный материал, так как обладает антисептическим действием.

Отдел Плауновидные

Плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные — древние группы высших растений. Они произошли от псилофитов (риниофитов), которые, в свою очередь, произошли от зелёных водорослей и первыми заселили сушу. Их расцвет пришёлся на каменноугольный период, после чего многие виды вымерли.
Плауновидные — это травянистые, многолетние растения, встречающиеся в сыроватых хвойных и смешанных лесах. В настоящее время насчитывается около 1 тыс. видов. Они имеют стелющийся стебель с множеством веток, покрытых мелкими тёмно-зелёными листьями, укреплённый в почве с помощью придаточных корней. Верхушечные побеги заканчиваются спороносными колосками.
Из споры образуются мелкие заростки (2–3 мм), которые развиваются под землей, через 15–20 лет на них образуются архегонии и антеридии. В них формируются многожгутиковые сперматозоиды, которые в присутствии воды оплодотворяют яйцеклетки, и из диплоидной зиготы развивается новое растение. Кроме того, плауновидные могут размножаться вегетативно (частями стебля).
Значение. Плауны растут очень медленно и подлежат охране. Животными не поедаются. Используются в медицине (некоторые содержат яд, сходный по действию с кураре, другие используются как присыпка, третьи — для лечения алкоголизма).

Отдел Хвощевидные

Хвощевидные — это многолетние травянистые растения, обитают на влажной кислой почве в сырых лесах, на болотах, влажных полях и лугах. В настоящее время насчитывается всего около 20 видов. Имеют хорошо развитое корневище с клубнями. Побеги состоят из члеников (междоузлий). В клеточных стенках накапливается кремнезём, который выполняет механическую и защитную роль. На верхушках побегов расположены спороносные колоски.
Весной на корневищах отрастают розоватые спороносные побеги со спороносными колосками, на которых образуются гаплоидные споры. Из них вырастают мужские и женские (более крупные) заростки. Оплодотворение осуществляется в жидкой среде. Из диплоидной зиготы развивается спорофит.
Значение. Хвощи несъедобны для животных, являются сорняками пастбищ и полей. Хвощ полевой применяют в медицине как мочегонное средство.

Отдел Папоротниковидные

Папоротники — многолетние, чаще травянистые растения лесов умеренной зоны (орляк), водоёмов (сальвиния) или древовидные, лиановые, эпифитные обитатели влажных тропиков. В настоящее время насчитывается около 10 тыс. видов.
Спорофит папоротников разделён на корень, стебель и лист. Корни придаточные, отходящие от корневища. Стебли развиты плохо, и листва по массе и размерам преобладает над стеблем. На нижней части листа развиваются спорангии.
Из споры развивается заросток — небольшая многоклеточная пластинка зелёного цвета и с ризоидами (самостоятельное растение). На заростке формируются антеридии (мужские половые органы) и архегонии (женские половые органы). Заростки одних видов двуполые, других — однополые. В антеридиях образуются сперматозоиды, в архегониях — яйцеклетки. Для их слияния необходимо наличие воды. После оплодотворения из зиготы развивается растение папоротника. Таким образом, заросток — половое поколение (гаметофит), а взрослое растение папоротника — бесполое поколение (спорофит). Половое и бесполое поколения разделены. Также папоротникам свойственно и вегетативное размножение (например, отделением корневища).
Значение. Роль древних папоротников, а также хвощей и плаунов состояла в образовании залежей каменного угля и насыщении атмосферы кислородом. Некоторые виды современных папоротников употребляются в пищу, используются в медицине (глистогонные средства) или как декоративные растения.

Семенные растения

Рассмотренные выше споровые растения имеют два общих свойства:

Для осуществления полового процесса им необходима капельно-жидкая влага, что ограничивает их распространение.
Образующиеся споры мелкие, содержат мало питательных веществ и имеют слабую жизнеспособность. Это же относится к развитию из зиготы зародыша споровых растений.

Более прогрессивными с эволюционной точки зрения являются семенные растения. Им для оплодотворения не требуется вода, а семя (единица расселения семенных растений) содержит запас питательных веществ. Семя представляет собой маленький спорофит с корешком, почечкой и зародышевыми листьями — семядолями. В нём содержится запас питательных веществ, необходимый для первоначального этапа развития.
Взрослые семенные растения — спорофиты. Они образуют два типа спор: мужские (микроспоры) и женские (мегаспоры). Микроспоры продуцируются в мужских шишках (у голосеменных) или в пыльниках (у цветковых). Внутри пыльцевого зерна микроспора делится, и возникает мужской гаметофит, в котором образуются мужские гаметы. Мужские гаметы, формирующиеся внутри микроспоры, как правило, лишены жгутиков, не способны активно двигаться и называются спермиями. Мегаспоры образуются в семязачатках женских шишек или завязи. Единственная зрелая женская спора остаётся в семязачатке, здесь из неё развивается женский гаметофит (зародышевый мешок), где и образуется яйцеклетка. Таким образом, гаметофиты у семенных растений крайне редуцированы, и весь цикл их развития протекает на спорофите.
К семенным растениям относятся голосеменные (размножаются семенами, но не образуют плодов) и покрытосеменные (семена заключены в плоды).

Отдел Голосеменные

Отдел Покрытосеменные (Цветковые)

Покрытосеменные — эволюционно наиболее молодая и самая многочисленная группа растений. Отдел включает около 250 тыс. видов. Покрытосеменные произрастают во всех климатических зонах, составляют основную массу растительного вещества биосферы и являются важнейшими производителями (продуцентами) органики на суше.
Доминирующая роль цветковых обусловлена рядом прогрессивных особенностей:

Появление цветка — органа, совмещающего функции бесполого размножения (образование спор) и полового (формирование семени).
Образование в составе цветка завязи, заключающей в себе семязачатки (семяпочки) и предохраняющей их от неблагоприятных воздействий среды.
Формирование из завязи плода: семена находятся внутри плода, и поэтому защищены (покрыты) околоплодником. Кроме того, плод позволяет использовать различных агентов для распространения семян (насекомых, птиц, летучих мышей, а также потоки воздуха и воды).
Двойное оплодотворение, в результате которого образуется диплоидный зародыш и триплоидный (а не гаплоидный, как у голосеменных) эндосперм.
Максимальная редукция гаметофита. Мужской гаметофит — пыльцевое зерно — состоит из двух клеток: вегетативной и генеративной, которая делится, образуя два спермия. Женский гаметофит состоит из восьми клеток зародышевого мешка, одна из которых становится яйцеклеткой.
Размножение и семенами, и вегетативными органами.
Усложнение и высокая степень дифференциации органов и тканей. В частности, наиболее совершенная проводящая система: ксилема представлена сосудами, а не трахеидами, во флоэме ситовидные трубки имеют членистое строение, появляются клетки-спутники.
Быстрое протекание процессов роста и развития у однолетних форм.
Большое разнообразие жизненных форм: деревья, кустарники, кустарнички, полукустарники, многолетние травы, однолетние травы и т. д.
Могут образовывать сложные многоярусные сообщества благодаря большому разнообразию жизненных форм.

Значение покрытосеменных в жизни человека трудно переоценить. Практически все культурные растения принадлежат к этому отделу. Древесина покрытосеменных используется в промышленности, строительстве, производстве бумаги, мебели и т. д. Многие цветковые растения используются в медицине.
Систематика. Отдел Покрытосеменные (Цветковые) делят на два класса: Двудольные и Однодольные. Однодольные произошли от двудольных и являются менее многочисленными. Двудольные отличают от однодольных по ряду признаков. По каждому из признаков существует множество исключений. Единственный абсолютный признак — строение зародыша.

Сравнительная характеристика основных классов покрытосеменных

Признак	Двудольные	Однодольные
Строение зародыша	Зародыш обычно имеет две семядоли; зародыш симметричный — почечка занимает верхушечное положение, а семядоли располагаются по бокам зародыша; семядоли обычно прорастают надземно	Зародыш с одной семядолей; зародыш асимметричный — семядоля занимает верхушечное положение, а почечка находится сбоку; семядоля обычно прорастает подземно
Строение листа	Жилкование обычно сетчатое, реже перистое или дуговое; листья обычно черешковые, опадающие	Жилкование обычно параллельное или дуговое; листья обычно сидячие, неопадающие
Корневая система	Обычно стержневая	Обычно мочковатая
Особенности роста	Имеется камбий: характерен вторичный рост	Камбий, как правило, отсутствует: вторичный рост не характерен
Жизненные формы	Древесные, полудревесные и травянистые формы	Травы. Иногда вторичные древесные формы (пальмы)
Цветки	Обычно пятичленные, реже четырёхчленные	Обычно трехчленные, реже четырёхчленные, но никогда не пятичленные

Классы цветковых делят на семейства главным образом на основании строения цветка и плода. При этом используют формулу цветка.
Класс Двудольные включает семейства Крестоцветные, Маревые, Тыквенные, Бобовые, Розоцветные, Паслёновые, Сложноцветные.
Класс Однодольные включает семейства Злаковые, Лилейные.

Самым многочисленным считается царство растения. Оно объединяет организмы, обладающие разнообразными формами. Встречаются они повсеместно, даже в безводных пустынях и высоко в горах. Сегодня мы познакомимся с несколькими группами растений. Рассмотрим их основные особенности жизнедеятельности, а также значение в природе и жизни людей.

План урока:

Водоросли

Огромное царство, в зависимости от строения, делится на две группы: низшие и высшие растения.

Остановимся подробнее на представителях низших растений – водорослях. Эти организмы освоили водную среду. Одни из них заселили пресные воды, других можно встретить в соленых водах. Лишь немногие водоросли переселились на сушу, но и здесь они занимают преимущественно сырые места.

Водоросли довольно многообразны, среди них выделяют одноклеточные, а также многоклеточные формы.

Много одноклеточных водорослей живет в почве, поэтому после интенсивного размножения поверхность почвы также может покрываться зеленым налетом.

В качестве примера рассмотрим строение одноклеточной зеленой водоросли хламидомонады. Хламидомонада представлена одной клеткой. Она покрыта оболочкой и содержит цитоплазму, а также ядро. Спереди клетка имеет два жгутика, посредством которых происходит ее передвижение.

Почему же эти водоросли назвали зелеными? Эти одноклеточные организмы содержат хлорофилл, от которого и зависит зеленая окраска водорослей. Поглощая из окружающей среды воду и углекислый газ, она образует из них на свету органические вещества. Вместе с тем она потребляет из внешней среды и готовое органическое вещество.

Размножается одноклеточная зеленая водоросль хламидомонада бесполым и половым способом.

Бесполый способ заключается в делении на четыре или большее число клеток. Эти маленькие клетки одеваются своими оболочками, образуют жгутики и выходят из разорвавшейся материнской оболочки.

Иногда размножение хламидомонады происходит более сложно – половым путем. В этом случае происходит слияние двух клеток, образование споры и последующее деление содержимого споры. В результате образуется зигота, которая при благоприятных условиях прорастает и образуется взрослая особь.

Помимо одноклеточных водорослей, есть и многоклеточные.

В прудах, озерах и реках вблизи берега можно встретить большое количество зеленой тины.

Строение многоклеточных зеленых водорослей разберем на примере спирогиры. Рассматривая нить спирогиры под микроскопом, можно увидеть, что она представляет собой длинный ряд одинаковых клеток.

Всякая клетка такой многоклеточной водоросли имеет оболочку, цитоплазму, а также ядро. В клетке имеются также ярко-зеленые, спирально извитые ленты, содержащие хлорофилл. Благодаря хлорофиллу спирогира из углекислого газа и воды образует органическое вещество – крахмал.

Размножение многоклеточных водорослей происходит двумя способами: бесполым и половым. Бесполое размножение происходит путем разрыва нити на несколько кусков. Более сложное половое размножение, которое происходит при слиянии содержимого двух клеток нити. В результате образуется спора, которая прорастает и дает начало новому организму.

Однако существуют водоросли иной окраски, например красные и бурые. Кроме хлорофилла, у бурых водорослей в клетках содержится бурое вещество, а у красных соответственно красное. Эти вещества и придают им соответствующую окраску. Строение этих многоклеточных водорослей в значительной степени схоже с зелеными.

По внешнему строению бурые водоросли бывают в виде нитей, шаров, кустов. Ко дну эти водоросли прикрепляются ризоидами или разросшимся слоевищем.

В качестве примера рассмотрим бурую водоросль, сахарную ламинарию, которая обитает в наших северных морях. Длина ее достигает 5-6 м. У ламинарии нет ни корня, ни стебля, ни листьев, но некоторое расчленение тела все же есть. Она имеет корневидные нити – ризоиды, которыми прочно прикрепляется к донным камням. У нее имеются также стеблевидная и листовидная части тела. Интересно, что листовидная часть тела ежегодно сменяется.

Красные водоросли также обитают в морях, лишь некоторые виды можно встретить в пресных водах. Размеры их довольно разнообразны – они могут быть очень мелкие, а могут достигать 1м. Строение красных водорослей такое же, как и бурых. С представителями красных водорослей познакомимся на рисунке.

Рассмотрим значение водорослей в природе. Все эти организмы содержат хлорофилл и образуют органическое вещество. Поэтому ими питаются те животные, которые обитают в воде. Так же как и наземные растения, водоросли производят кислород, важный для существования всех других организмов.

Водоросли имеют большое практическое значение в жизни человека. Из золы красных и бурых водорослей добывают йод, использующийся в медицине. Из красных водорослей получают особое студенистое вещество агар-агар, применяемое в кондитерском производстве при изготовлении мармелада и других продуктов.

Представителями высших растений считаются мохообразные – наиболее просто устроенные. Для них не характерно расчленение тела на стебель и листья, отсутствуют корни. Прикрепляются к субстрату и всасывают воду с помощью ризоидов.

Мохообразные подразделяются на две группы: печеночные и листостебельные мхи.

Для печеночных мхов характерно горизонтальное расположение тела по отношению к субстрату, тело редко ветвится. Одним из видов печеночных мхов считается маршанция. Растет она по болотам, на выжженных местах. От нижней стороны ее тела отходят ризоиды.

Еще одним представителем печеночных мхов считается риччия. Очень часто ее можно встретить в аквариуме. Внешний вид представляет собой разветвленный кустик. Она может свободно плавать в воде, не прикрепляясь к грунту. Однако при высыхании водоема риччия способна образовывать ризоиды. С помощью них она прикрепляется к поверхности почвы и поглощает воду и питательные вещества.

Листостебельные мхи имеют стебель и листья, за что и получили такое название. Познакомимся с листостебельными мхами на примере некоторых представителей.

Распространен в наших лесах и болотах мох, получивший название кукушкин лен. Растет он очень густо, иногда расстилается сплошным ковром.

Рассмотрим одно растение листостебельного мха. Невысокий стебель усажен темно-зелеными листочками. Корней у кукушкина льна нет. Вместо них на подземной части стебля отрастают корневидные нити – ризоиды.

Мох питается так же, как и другие растения. Из почвы он получает воду и питательные вещества. Из воздуха поглощает углекислый газ и производит органическое вещество.

Познакомимся с развитием листостебельного мха.

У кукушкина льна можно выделить растения двух родов – мужские и женские. Мужские растения отличаются красновато-буроватыми верхушками, на которых расположены органы размножения в виде мешочков. В них развиваются мужские клетки – сперматозоиды.

У женских растений органы размножения образуются также на верхушке стебля, но имеют форму бутылочек. В них развиваются женские половые клетки – яйцеклетки.

Во время дождя сперматозоиды с каплями воды попадают на верхушку женских растений. Передвигаясь с помощью жгутиков в воде, живчики проникают к яйцеклетке, и один из них сливается с ней. Происходит оплодотворение. Несмотря на то, что кукушкин лен считается наземным растением, его оплодотворение осуществляется только при наличии воды.

Рассмотрим цикл развития листостебельного мха на рисунке.

На женском растении из оплодотворенной яйцеклетки формируется расположенная на длинной ножке коробочка со спорами. Она закрыта крышечкой и снаружи прикрыта беловатым колпачком.

Когда споры созреют, колпачок с коробочки опадает, крышечка отваливается. Ветер раскачивает коробочку, и из нее высыпаются зеленоватые споры.

Попадая на влажную землю, споры прорастают. Из каждой споры образуется тонкая зеленая нить, похожая на нитевидную водоросль. Это – предросток мха. Из почек на предростке развиваются листостебельные растения мха.

Мхи очень неприхотливые растения. Они выдерживают большие морозы и сильное нагревание, хотя в это время они останавливаются в росте, но остаются живыми. Когда приходит тепло и появляется достаток влаги, они быстро оживают. Часто они сплошным ковром покрывают почву, вытесняя другие растения. В результате мох губит целые леса, формируя на их месте болота.

Именно на болотах можно встретить еще одного представителя листостебельных мхов – сфагнум.

У сфагнума лишь некоторые клетки листьев и стебля живые, то есть содержат хлорофилл. Остальные же клетки мёртвые, то есть пустые и с отверстиями. В сухой период эти клетки наполнены воздухом, а во время дождя они впитывают громадные количества воды – в 20-30 раз больше своего веса. Поэтому, поселившись где-либо в лесу или на лугу, он задерживает дождевую воду и делает это место сырым и заболоченным.

Ризоидов сфагнум не имеет. На верхушке стебля и на ветках у него образуются темно-красные коробочки, в которых созревают споры. Ими мох и размножается. Развитие сфагнума схоже с кукушкиным льном.

Значение мхов в природе также велико, как и других растений. Они способствуют закреплению верхнего слоя почвы, препятствуя ее эрозии. К примеру, значение печеночных мхов, заключается в том, что они могут поселяться там, где не растут другие растения. Мхи служат домом и пищей для почвенных беспозвоночных и грибов, без которых невозможен круговорот веществ. В сухих местообитаниях они в своем теле задерживают влагу, что способствует равномерному увлажнению почвы.

Немаловажным считается значение мхов и в жизни человека.Очень много в России болот, на которых образуется торф, широко используемый в хозяйстве.

Как же образуется торф?Значение мхов при формировании торфа велико, именно они разрастаются по берегам, а затем и по поверхности водоема, покрывая его сплошным ковром. Стебли мхов растут верхушкой, в нижней части они отмирают. Отмершие части мхов падают на дно и в течение сотен и тысяч лет заполняют весь водоем. В воде при отсутствии воздуха остатки мхов и других болотных растений не сгнивают, а превращаются в торф.

Торф используется для подстилки скоту и как удобрение на полях, в оранжерейном хозяйстве для выращивания растений применяются торфяные стаканчики. Из него получают древесный спирт, пластмассы.

Плауны

Более высокого развития, в сравнении со мхами, достигли папоротники, хвощи и плауны.

Такие растения как плаун можно увидеть в хвойном лесу. Строение плаунов чем-то напоминает мохообразных. Для них характерны длинные ползучие стебли, густо покрытые мелкими светло-зелеными листочками. Отличительным признаком плаунов является наличие корневища с придаточными корнями. Некоторые вертикальные веточки на своих верхушках несут колоски, в которых созревают светло-желтые споры.

Размножение плаунов происходит наподобие мхов, то есть спорами. Они разбрасываются ветром, из них формируются молодые растения. В настоящее время ученые установили, что заросток плауна растет около 200 лет. Поэтому они считаются редкими растениями и подлежат строжайшей охране.

Наиболее часто встречающимся представителем этих растений считается плаун булавовидный.

Раньше споры плауна широко использовались в медицине, для пересыпания таблеток, так как вакуумных упаковок не было. Со временем значение плаунов не уменьшилось. Теперь его споры используют при изготовлении детских присыпок, различных мазей. Его стебли используют при различных заболеваниях выделительной системы, органов дыхания.

Основной характеристикой плаунов является то, что он зеленый круглый год. Поэтому его широко используют для озеленения, а также для изготовления многочисленных гирлянд.

Хвощи

Хвощи и плауны – схожие растения. Хвощи также встречаются в сырых лесах, на болотах, на влажных полях и лугах.

Внешнее строение хвоща имеет некоторые отличия от плауна. Познакомимся с этими растениями на примере хвоща полевого, который встречается повсеместно на территории России.

В почве у хвоща имеется ветвистое корневище, от которого отходят придаточные корни. При характеристике хвоща следует отметить наличие двух типов побегов: весеннего и летнего.

Ранней весной из почек на корневище развиваются бледно-желтые побеги.

В них нет хлорофилла, и питаются они готовыми органическими веществами, отложенными в корневище. Это весенние побеги, на верхушках которых находятся колоски со спорами. После рассеивания спор весенние побеги отмирают.

Весенние побеги хвоща

На смену им от того же корневища отрастают зеленые летние побеги. В них имеется хлорофилл, и образуются органические вещества, которые откладываются про запас в корневище. Осенью летние побеги отмирают. Зимует у хвоща только корневище.

Летний побег хвоща

Очень интересным свойством летних побегов хвощей является наличие кремнезема в клетках. Это вещество придает им жесткость и является средством защиты от поедания животными. Для некоторых видов организмов он является ядовитым, например, для лошадей.

Значение хвощей в жизни человека велико. Его побеги используют как лекарственное сырье, а также при изготовлении средств по уходу за волосами. А вот для огородников хвощ – злейший враг. Он считается трудноискоренимым сорняком. Однако поселяется он только на кислых почвах, бедных питательными веществами. Для изгнания хвоща с огорода требуется проводить известкование почвы, то есть вносить известь.

Папоротники

Папоротникообразные довольно крупные растения. Наиболее распространен мужской папоротник. По внешнему виду папоротник отличается от хвощей и плаунов. Однако у него также есть корневище, от которого отходит короткий стебель и крупные зеленые листья.

Осенью они желтеют и отмирают, а весной от перезимовавшего корневища отрастают новые листья. Книзу от корневища отходят многочисленные придаточные корни. Ими папоротник добывает воду из почвы.

По своему внешнему виду папоротник похож на цветковое растение. Есть даже легенда, что можно увидеть цветущий папоротник в одну летнюю ночь и его цветок обладает волшебным свойством открывать клады. В действительности же папоротник никогда не цветет и не образует ни плодов, ни семян.

Размножение папоротников происходит спорами. Познакомимся с развитием этих растений на схеме.

Созревают споры во второй половине лета на нижней поверхности листьев, в маленьких коробочках. Снизу они прикрыты коричневыми покрывальцами. Созревшие темно-коричневые споры выпадают из раскрывшихся коробочек и разносятся ветром.

На влажной почве спора прорастает и образует маленькую зеленую пластинку сердцевидной формы. Она раза в два меньше монеты. Это заросток папоротника. Одной стороной он прилегает к почве и укрепляется в ней ризоидами.

На нижней, прилегающей к почве поверхности заростка находятся органы размножения. В мужских органах формируются сперматозоиды, а в женских – яйцеклетки. После дождя, когда под заростком задерживается вода, сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и сливаются с ними. Происходит оплодотворение. Следует отметить, что оно также происходит в воде, что сближает папоротники со мхами, хвощами и плаунами. Из зиготы формируется заросток, на котором появляется молодое растение.

Папоротники имеют огромное значение. К примеру, из молодых побегов готовят различные блюда. Из них изготавливают лекарства, которые используются в борьбе с червями, паразитами человека.

Древние папоротники, хвощи и плауны дали материал, из которого образовался каменный уголь. В далеком прошлом они представляли собой гигантов, достигавших высоты 30-40м и толщины 2м.

Отмиравшие деревья падали и погружались в воду. Они скапливались под водой в огромных количествах. Их засыпало илом, глиной, песком, которые приносились реками. В течение многих миллионов лет эти остатки древних растений превращались в каменный уголь, который в настоящее время широко используется людьми.

Водоросли относятся к низшим растениям, наиболее примитивным: у них отсутствует разделение организма на стебель, корень и листья. Спешу заметить, что термин "низшие растения" - отжившее понятие, использовавшееся в ботанике до второй половины XX века.

Современная биология не считает дифференциацию тканей определяющим различием, сейчас существенным считают фундаментальные различия в строение клеток, обмене веществ. Тем не менее, во многих устаревших пособиях этот термин используется, и я обязан предупредить вас о нем.

Наука о водорослях называется альгология (от лат. alga — морская трава, водоросль и греч. λόγος — учение).

Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные, некоторые водоросли достигают в длину 100-200 метров. Способ питания водорослей автотрофный: они синтезируют органические вещества в процессе фотосинтеза. Солнечный свет, проходя через толщу воды, рассеивается, что делает фотосинтез с увеличением глубины все труднее и труднее. Поэтому кроме хлорофилла они часто имеют и другие пигменты.

Клетки водорослей характеризуются наличием клеточной стенки (из целлюлозы и гликопротеинов - от греч. glykys сладкий (углеводы) + греч. prōtos — первый, важнейший (белок)) Органоиды располагаются в цитоплазме (син. - внеядерной протоплазме), где также располагается(-ются) один или несколько хроматофоров. Размножение происходит бесполым, вегетативным или половым путем.

Тело водорослей представлено слоевищем (син. - талломом) - недифференцированным скоплением клеток. С помощью ризоидов (от др.-греч. ῥίζα — корень и εἶδος — вид) водоросли прикрепляются к субстрату (камням, коралловым полипам), функцию всасывания ризоиды не выполняют. У водорослей отсутствуют настоящие ткани, механических тканей нет, так как таллом водоросли поддерживается (парит) в толще воды. Нет проводящих тканей: каждая клетка имеет доступ к воде напрямую, так что в клетку из окружающей воды поступает кислород, а в воду удаляется углекислый газ.

Хроматофор (от греч. chroma - цвет и phoros - несущий) - органелла в клетке водоросли, аналогичная хлоропласту и осуществляющая фотосинтез. Отличается от хлоропласта упрощенным строением, меньшим размером и иным составом хлорофилла. Внешне отличаются между собой по форме, хроматофор может быть: чашевидный, спиралевидный, в виде незамкнутых колец, цилиндрические, лентовидные, дисковидные. В хроматофорах находятся пигменты, которые придают окраску растению.

Система вакуолей в клетках водорослей развита отлично, в подвижных клетках водорослей можно обнаружить пульсирующие (сократительные) вакуоли. Их основная функция - поддержание постоянного осмотического давления внутри клетки. Вообразите: в глубине океана находится клетка водоросли, в которую постоянно поступает много воды. Если бы не было таких сократительных вакуолей, то клетка просто лопнула бы, но их работа обеспечивает удаление избытка воды.

Также у многих подвижных водорослей в клетках присутствует светочувствительный глазок (стигма), что обуславливает их чувствительность к свету - фототаксис. Подвижные водоросли стремятся занять как можно более освещенное место, чтобы активно шел процесс фотосинтеза.

Жизненный цикл водорослей

Жизненные циклы водорослей разнообразны, обусловлены рядом экологических факторов. Мы разберем жизненный цикл на примере зеленой водоросли ульвы (морского салата).

Для начала отметим, что в целом жизненный цикл водорослей представляет собой чередование двух фаз: гаплоидной (гаметофита) и диплоидной (спорофита). Гаплоидной фазой называется фаза, при которой клеточные ядра содержат непарный (половинный) набор хромосом. К гаплоидной фазе всегда принадлежат гаметы: сперматозоиды, спермии (отличающиеся от сперматозоидов отсутствием жгутика), яйцеклетки.

При слиянии двух гамет: яйцеклетки (n) и спермия (n) образуется зигота (2n) из которой развивается спорофит (2n), таким образом, в спорофите восстанавливается диплоидный набор хромосом. В зооспорангии на спорофите в результате мейоза образуются зооспоры (n), которые делятся митозом, порастают и образуют мужские и женские гаметофиты (n). Клетки гаметофитов делятся митозом, образуются гаметы (n), которые сливаются в зиготу (2n), цикл замыкается.

Типы половых процессов

Изогамия - копулирующие элементы (гаметы) не отличаются друг от друга, подвижны
Анизогамия - от греч. anisos неравный и gamos брак (гетерогамия) - при таком типе копулирующие элементы различаются по размерам, форме, величине, поведению
Оогамия - от др. греч. ᾠόν яйцо и γάμος брак - копулирующие элементы резко отличаются друг от друга: крупная женская гамета без жгутиков обычно с мужской мелкой подвижной гаметой. Допустимо считать оогамию в некотором смысле подтипом анизогамии.

Особо стоит выделить тип полового процесса - конъюгацию. Конъюгация отличается тем, что сливаются не гаметы, а обычные вегетативные клетки, лишенные жгутиков. Клетки соединяются друг с другом с помощью боковых выростов, формируется копуляционный (конъюгационный) канал, по которому содержимое из одной клетки перетекает в другую - образуется зигоспора. В дальнейшем из зигоспоры развивается новая водоросль.

Отметим, что зооспора представляет собой подвижную клетку, которая способна двигаться в воде с помощью жгутиков. Образуется она в зооспорангии. Зооспора участвует в бесполом размножении у многих водорослей и простейших грибов. У некоторых водорослей имеются апланоспоры (гр. aplanes неподвижный + spora семя) - неподвижные безжгутиковые споры. Зооспоры и апланоспоры выходят в окружающую среду, разрывая стенки спорангия, в котором они находятся.

Значение водорослей

В Мировом океане водоросли составляют основную часть биомассы. Именно они являются главными продуцентами (производителями) органического вещества, преобразуя в ходе фотосинтеза энергию солнечного света в энергию химических связей. Значение водорослей для человека трудно переоценить: содержащиеся в них вещества необходимы для нормального роста и развития животных и человека (к примеру, морская капуста (ламинария) отличается большим содержанием йода.)

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Когда смотришь на пейзажи морских или океанских глубин, то захватывает дух от этой красоты… Даже в аквариумах оформление водорослями может быть как произведение искусства.

Это самые древние обитатели нашей планеты.

К отделу Водоросли относятся организмы, принадлежащие к Царству растений . Это значит, что:

1) это автотрофные фотосинтезирующие организмы; питание пассивное, осмотрофное;

2) определенное клеточное строение: наличие хлоропластов, вакуолей и клеточной стенки ( см. царство растени я);

3) это самые первые участники пищевых цепей, это организмы — продуценты .

Водная среда имеет большую плотность, чем воздушная, и одинаковый для всех клеток температурный режим и освещение, поэтому для растений этого отдела характерным признаком является отсутствие выраженных тканей (иксл. — бурые водоросли, хотя у них дифференцировка слабая)

Конечно, если мы говорим о водорослях, то это растения, обитающие в водной среде.

Одноклеточные водоросли:

Здесь мы рассмотрим самые часто встречающиеся в школьном курсе растительные одноклеточные:

Эвглена зеленая
хлорелла и хламидомонада
одноклеточный колониальный организм вольвокс

Класс эвгленовые водоросли

Эвгленовые обитают в пресных водоемах по всему миру. Сочетает в себе признаки как растений, так и животных.

Клеточная стенка отсутствует. Хлоропласты, при их наличии, одеты тремя мембранами, при длительном пребывании в темноте эвгленовые утрачивают хлоропласты.

Получается, что тип питания у организма миксотрофный. Кроме возможного гетеротрофного способа питания ее роднит с животными также способность к активному передвижению.

С той же стороны, где находится жгутик у эвглены зеленой находится клеточный рот, с помощью которого она заглатывает органические частицы. Этому помогает жгутик. В передней части клетки эвглены находится сократительная вакуоль. С ее помощью из клетки выводятся избытки воды, вредные вещества.Также в передней части клетки находится светочувствительное образование — глазок, имеющий красный цвет. Эвглена зеленая обладает положительным фототаксисом, т. е. плывет в сторону света.

В неблагоприятных условиях (низкая температура, высыхание водоема) эвглена зеленая образует цисту. При образовании цисты происходит отпадание жгутика, клетка приобретает округлую форму и покрывается плотной оболочкой.

Размножаются, в основном, бесполым путем — клетка продольно делится надвое.

Зеленые водоросли:

хлорелла и хламидомонада

Строение хламидомонады:

есть клеточная стенка;
ядро гаплоидное ( т.е. содержит одинарный набор хромосом — 1n!)
хроматофор — в отличие от хлоропластов, очень просто устроены — по сути, это хлорофилл в оболочке
пиреноид — органическое вещество, включение, содержащееся в хроматофоре
стигма ( на рисунке обозначен красным) — у хламидомонады, как и у хлореллы, есть фототаксис
сократительные вакуоли — отвечают за выведение из клетки избытка воды

Размножение:

как у большинства водорослей, идет чередование видов размножений и поколений — бесполого ( при благоприятных условиях) и полового ( при неблагоприятных)

Обратите внимание, что при бесполом размножении споры, а при половом — гаметы, образуются митозом.

При половом размножении зооспоры образуются мейозом.

Строение хлореллы

нет жгутиков — хлорелла обитает в верхних частях воды, становясь причиной цветения водоемов, и, следовательно,
нет светочувствительного глазка

Размножение — исключительное бесполое

Для хлореллы характерна высокая скорость фотосинтеза, она богата белками и липидами, благодаря чему ее выращивают на корм скоту и применяют для регенерации кислорода в космических аппаратах.

Диатомовые водоросли

В основном, диатомовые водоросли — одноклеточные, но встречаются нитчатые и колониальные.

Могут заселять любые типы водоемов, часто встречаются в горячих источниках на глубине до 50 м.

Бентос — совокупность организмов, обитающих на грунте и в грунте дна водоёмов.

Планктон — совокупность животных и растительных организмов, живущих в водных глубинах и пассивно переносимых силой течения

Размножение: бесполое и половое.

Нитчатые водоросли — являются чем-то вроде промежуточного, переходного звена между одноклеточными и многоклеточными зелеными водорослями. Очень широко распространенная в природе форма таллома и растений.

Могут быть прикрепленными или свободноплавающими.

Образование новых клеток происходит только в длину, т.е. образование слоев клеток не происходит.

Примеры: улотрикс, cпирогира

Зеленая нитчатая водоросль, в определенной степени, — конкурент растений. Тонкие зеленые пряди, похожие на волосы, оплетают растения и камни, начинают стремительно разрастаться. В считанные дни они могут заполонить весь водоем.

Отдел красные водоросли ( багрянки)

Представлены нитчатыми или истинно многоклеточными формами

Таллом очень расчленен и напоминает деление на вегетативные органы у высших растений. Хроматофоры имеют красную окраску, что позволяет заселять им более значительные глубины, недоступные зеленым водорослям…

Запасное питательное вещество этих растений — багрянковый крахмал, который химически занимает промежуточное положение между полисахаридами и гликогеном.

Оболочка клеток значительно утолщена, и из этого слоя получают вещество агар-агар.

Отдел бурые водоросли

исключительно многоклеточные формы, все входят в состав бентоса

В состав оболочки клеток входит особый вид целлюлозы, который больше нигде у растений не встречается. Живут в соленых морях. Морская капуста, она же ламинария, имеет очень большое пищевое значение, т.к. содержит йод, так необходимый для нормального развития и функционирования щитовидной железы.

Размножение:

вегетативно ( частями таллома)
бесполое — зооспорами
половое

Зеленые многоклеточные водоросли

Интересно, что есть гигантские водоросли — длинной около 10 метров, и при этом у всех многоклеточных водорослей нет дифференцировки на ткани и органы.

Тело= таллом = слоевище. У тела могут быть специальные выросты ( похожи на ниточки) , с помощью которых оно крепится к субстрату — ризоиды . У некоторых растений крепление к субстрату напоминает подошву (так и называется). При этом дифференцировки тканей нет.

Размножение

Чередование поколений ( гаметофит — спорофит)

Гаметофит у водорослей преобладает

Экологическая роль водорослей

Организмы отделов водоросли — важный компонент водного сообщества. Они составляют основную часть растительности в водоемах, являясь одним из главных поставщиков органического вещества и кислорода. В водных сообществах водоросли выполняют роль организмов-производителей. Это начальное звено в цепи питания обитателей водоемов, корм для многих животных, особенно для рыб.

А вообще, водоросли — это подводные леса, настоящая сказочная территория любого водного пространства. Смотрите, и наслаждайтесь:

Читайте также: