Опишите особенности строения клетки таллома кратко

Обновлено: 04.07.2024

Водоросли – старейшие микроорганизмы на Земле

Водоросли одни из самых древних микроорганизмов на планете, ореол обитания которых велик и разнообразен. Они являются основой пищевой цепочки питания для множества животных и млекопитающих. Их жизнедеятельность обеспечивает необходимые объёмы кислорода, а их заросли служат местом обитания разных видов беспозвоночных. Состояние биоценоза водных объектов должно находиться в идеальном равновесии, что не может происходить без водорослей. В комплексе с различными органическими соединениями они участвуют в самоочищении воды, используются в сельскохозяйственной сфере и активно применяются для изготовления необходимых предметов обихода человека.

Из чего состоит водоросль

Водоросли относят к формам растений низшей категории. На сегодняшний день специалисты насчитывают более 35 тысяч их разновидностей, подразделяющихся на формы одноклеточных и многоклеточных разновидностей. Некоторые из них можно отдельно рассмотреть только под микроскопом, а другие способны вырастать в длину на несколько метров.

Название этого вида организма говорит о том, что он обитает преимущественно в пресной или соленой воде, что не совсем верное утверждение. Большое количество видов можно найти на влажных территориях планеты, почве и в коре деревьев, ледниках.

Низшей формой растений водоросли называют из-за отсутствия привычных тканей. Водоросли из одной клетки представляют собой простейший организм, способный образовать колонии. Многоклеточные водоросли имеют подобие тела, имеющее название слоевище (таллом).

Все водоросли, из-за отношения к классификации растений, являются автотрофами, то есть имеют способность синтезировать органику из неорганики. Они содержат в себе хлорофилл, а так же разнообразные пигменты в число которых входят бурые, синие, оранжевые и красные оттенки, расположенные в хроматофорах. Не редко хроматофоры являются местом скопления столь необходимого водорослям крахмала в качестве питательного вещества. Преобладание того или иного оттенка оказывает влияние на подвид водорослей, подразделяя их на зеленые, бурые и красные.

Особенности строения водорослей

Не зависимо от подразделения водорослей на одноклеточные и многоклеточные соединения их структурной единицей является клетка. В природе существуют разнообразные степени классификации типов, которые помогают различать данные клетки по функциям, формам, размерам, оттенкам, расположению веществ и многому другому. Из всех существующих классификаций наиболее важной считается разграничение по особенностям строения, которое обнаруживается с помощью изучения клеток через микроскоп. С этой точки изучения клетки водорослей подразделяются на типичные ядра и не имеющие типичных ядер. Не типичные или прокариотические (прокариоты) характерны для водорослей прохлорофитовых и синезеленых представителей водорослевого разнообразия, а типичные или эукариотические клетки (эукариоты) характерны для всех остальных разновидностей.

Основное слоевище водорослей отличается разнообразными морфологическими признаками. Так водоросли существую не только в виде многоклеточных и одноклеточных. Существуют колониальные и неклеточные. Их размеры существенно отличаются от вида, что даёт размерный диапазон от микроскопических до крайне крупных экземпляров.

Выдающаяся особенность одноклеточных представителей разнообразия водорослевых заключается в наличии клеточных и организменных черт физиологии благодаря тому, что они состоят лишь из одной клетки. Эта система является по-настоящему автономной, ведь она способна самовоспроизводиться, развиваться, расти. Ее неуловимый глазом размер не затрудняет поглощение растворов из минеральных солей и углекислот, переработку их и воспроизводимость жиров, углеводов и белков.
Проделав длинный путь к самостоятельному организму одноклеточные перешли в стадию многоклеточных. Процесс развития сопровождался потерей некоторых функций и качеств структуры клеток. Внутри слоевищ появлялись новые процессы, которые можно назвать как первый шаг в эволюции в развитии тканей.

Сифоновые водоросли имеют особенную уникальность. В их талломах нет делений на клетки, но в процессе формирования одноклеточная стадия все же существует.

Окрашивание водорослей зависит от находящегося в них пигмента. Существуют зеленые, красные, фиолетовые, жёлтые и многие другие расцветки. Это обусловлено тем, что некоторые разновидности содержат в себе хлорофилл, а другие иные вещества-пигменты.

В процессе эволюции водоросли обрели способность, называемую фотосинтезом. Этот тип энергии для питания, синтезирующий органические вещества из неорганических, является основным для этого вида растений низшей классификации. Примечательно, что при определённых условиях водоросли могут перейти с фотосинтеза на питание готовыми органическими веществами или использовать симбиоз этих двух способов одновременно. Такое питание и способность подстраиваться под условия помогают водорослям занимать различные ниши в экологии планеты.

Строение клетки водоросли

Клетки водорослей при более подробном изучении имеют разнообразную форму. Но специфика их строения остаётся практически одинаковой. Протопласт у основного вида водорослей разделен на ядро и цитоплазму. Исключением является разновидность синезеленых водорослей, не имеющая типичного ядра. В основных случаях одна клетка имеет в себе только одно ядро, но бывают и исключения. Ядро заключено в кариозому и по своему строению очень похоже на высшие формы растений. Хроматин в ядрах большинства представителей водорослевого мира не отличается цветом от кариолимфы, что делает ядро пустотелым. Расположение ядер в клетках и его формы зачастую систематичны.

Ядро расположено в цитоплазме, сок которой заполняет область клетки или оставляет небольшие отсеки – вакуоли. Они зачастую имеют значительные размеры и занимают большой объём во всей клетке. У некоторых разновидностей вакуоли имеют некоторые особенности. Например, у клеток удлинённой формы вакуоли имеют шаровидную форму с кристаллами гипса внутри, находящимися в постоянном движении.

Вакуоли пульсирующего типа часто встречаются в гаметах и зооспорах. Они могут существовать в подвижных и неподвижных клетках и имеют не простое строение. В более простых случаях вакуоль выбрасывает имеющуюся жидкость в цитоплазму или через оболочку клетки путём сокращения. Наиболее сложные случаи представлены целым рядом вакуолей, которые пропускают жидкость друг через друга и сокращаясь наполняют через дополнительный канал в цитоплазму.

Газовые вакуоли – разновидность, при которой полости в цитоплазме заполнены газом. Он благодаря небольшому весу так же сокращает вес низшего растения, что определяет их поверхностное обитание на водной глади. Газ образуется и у водорослей, находящихся на глубине. Его появлению способствует внутриклеточное брожение и только после его полного завершения водоросли поднимаются на поверхность.

Оболочки водорослей различаются химической структурой состава. В основном они содержат целлюлозу и пектиновые вещества. Состав определяется систематической принадлежностью к тому или иному подвиду водорослей. В оболочках зачастую прослеживается слоистость, обусловленная составом. Зачастую внешние слои состоят из целлюлозы, а внутренние отличаются большим содержанием пектина. Оболочки покрыты шипами, увидеть которые можно под микроскопом.

Одни из самых важных элементов клетки – хроматофоры. Они отличаются наибольшим разнообразием, внешним видом и расположением, что даёт систематичность признаков и в пределах большинства видов они постоянны. Хроматофоры обеспечивают процесс фотосинтеза благодаря содержанию хлорофилла. Чаще всего они передаются дочерним клеткам от материнских, реже образовываются из бесцветных лейкопластов.

Образующиеся в клетке продуты фотосинтеза откладываются в цитоплазме, хроматофорах или клеточном соку. Местом отложения ценного для водорослей крахмала являются хроматофоры, а так же пиреноиды. Пиреноиды появляются за счёт деления или возникают как новообразование. Они имеют несколько размеров и форм, самыми распространёнными из которых считаются голые и скорлупчатые.

Большинство подвижных клеток со жгутиками имеют стигму. Она имеет красный цвет за счёт содержания кератина в составе. Зачастую она состоит из двух частей, имеющие двойной окрас. Первая – прозрачная, обращена наружу выпуклой частью, вторая – окрашенная, располагается под первой и повторяющая ее форму. Функция стигмы заключается в восприятии раздражения от света. Она функционирует по принципу линзы.

Характерная часть большинства клеток – жгуты. Они есть на протяжении всей жизни клетки или только в ее определённой фазе. Это цитоплазменные отростки, имеющие связь с ядром, проходящие через всю поверхность клетки. Жгуты могут делиться вместе с клеткой или образовываться самостоятельно.

Строение клеток зелёных водорослей хламидомонада и хлорелла

Данные микроскопические водоросли входят в состав планктона, перемещаясь по поверхности воды вырабатывая органические вещества, благодаря которым живет весь водный мир.

• Зелёная водоросль хламидомонада.
Клетка хламидомонады имеет преимущественно овальную форму с небольшим изгибом на одной стороне. В этой части располагаются жгутики, которые помогают передвигаться водоросли в воде. Поверхность клетки имеет прозрачную пектиновую оболочку, слегка прилегающую к мембране.
Цитоплазма хламидомонады обеспечена ядром, вакуолью с клеточным соком, стигмой и двумя пульсирующими вакуолями.

Хламидомонада имеет свойство передвигаться к свету, благодаря наличию стигмы, и кислороду. Это определяет ее преимущественное поверхностное местонахождение.

Процесс фотосинтеза протекает с помощью хлорофилла в хроматофоре, имеющим вид чаши.

• Зеленая водоросль хлорелла.
Обитающая в водоёмах с пресной водой и почве с высокой влажностью водоросль имеет форму шара без жгутиков. Она неподвижна по своей природе, так как не имеет стигмы, которая стремилась бы на солнечный свет. Оболочка водоросли за счёт преобладания целлюлозы плотная.

Цитоплазма имеет в себе ядро и хроматофор с хлорофиллом, дающим интенсивно протекающий фотосинтез. За счёт этого процесса водоросль отдаёт большой объём органического вещества и кислорода.

Строение многоклеточных водорослей

Многоклеточные водоросли входят в класс низших растений, образованных благодаря колонизации одноклеточных растений в слоевища. Самыми распространёнными многоклеточными водорослями считаются спирогира и улотрикс.

• Спирогира – нитчатая зелёная водоросль. Она встречается в пресных водах в виде зеленой тины. Ее нити состоят из клеток в форме цилиндра, что не позволяет им быть ветвистыми. Каждая клетка покрыта склизкой массой и имеет плотную оболочку с целлюлозой. Хроматофор представлен в виде закрученный спирали. Ядро расположено в цитоплазме и закреплено за счёт протоплазменных нитей. Каждая клетка оснащена вакуолью и содержащимся соком.

Спирагира размножается вегетативным способом, которое подразумевает деление нити на небольшие участки. Половой процесс происходит в виде конъюгации. Во время этого процесса между рядом находящимися нитями образуется свободное пространство, по которому содержимое клетки одной водоросли переходит в другую оболочку. После этого процесса образуется зигота, которая при оптимальной температуре вырастает в спирагиру.

• Недалеко от поверхности воды водоемов образуется многоклеточная водоросль улотрикс нитчатого строения. Его нити имеют не ветвистую структуру и крепятся к субстрату. Каждая нить представляет собой гармоничное взаимодействие небольшого количества клеток, которые вырастают благодаря поперечному делению.

Хроматофор у улотрикс имеет необычную форму слегка не замкнутого кольца. Благоприятные условия создают возможность образования зооспор. У каждой споры имеются жгутики в количестве не более 4 штук. При сцеплении споры с предметом в водоеме начинается процесс деления, за счёт которого водоросль растёт.

При наименее благоприятных условий улотрикс может размножаться половым путём. В некоторых клетках происходит процесс образования гаметы с двумя жгутиками. После выхода из оболочки клетки они сливаются, образовывая зиготы, что впоследствии повлияет на развитие новой водоросли.

Строение одноклеточных водорослей

Основная особенность одноклеточных водорослевых заключается в том, что всего одна клетка выполняет все важные функции для существования: рост, питание, движение, размножение и т.д.

Ядро имеют все представители одноклеточных водорослей не зависимо от цвета (исключением являются синезеленые). Помимо ядра в составе присутствуют цитоплазма, митохондрии, клеточный центр, лизосомы и рибосомы, аппарат Гольджи и ретикулум. Особенностью строения можно назвать наличие пигмента в пластиде. Способом перемещения на поверхности воды и в ее толще являются жгутики, характерные для большинства одноклеточных водорослей.

Водорослевые этой разновидности ведут различный образ жизни. Часть одноклеточных низших растений образуют фитобентос, свободно плавая в толще воды, другая часть располагается в организмах животных, вступая в биологические реакции. Остальная часть образует колонии, формируется в виде нитей и цепляется за объекты под водой.

Строение зелёных водорослей

Водоросли с зелёным пигментом зачастую имеют форму шара или овала, но в природе встречаются и другие разновидности, состав поверхности которых содержит в себе следы целлюлозы. Наиболее распространённые зеленые одноклеточные формы хлореллы и хламидомонады. Их пигментный цвет сосредоточен в хроматофорах, а размножение происходит за счёт работы дочерних клеток, подвижных спор или половым путём. Колонии водорослей возникают при размножении дочерними клетками, остающимися в неразрывной связи. Ядро клеток отделено мембраной от цитоплазмы, в которой часто содержатся следы крахмала как продукта процесса фотосинтеза.

Примером распространённого представителя зеленых водорослей является вольвокс. Это низшее растение формирует колонию, в составе которой может находиться от 500 клеток до 65 тысяч. Каждая его клетка обладает жгутиками, хлоропластом, глазком и ядром. Каждая клетка отделена друг от друга желеобразной субстанцией, а их расположение обеспечивает подвижность организма. Если клетка или несколько клеток погибают по различным причинам, то на всю колонию это не влияет и организм продолжает жить.

Строение бурых водорослей

Одними из самых высокоразвитых растений из низших форм по морфологическим и анатомическим показателям считается бурая или желтовато-бурая водоросль. Она распространена на глубине не более 120 м в океанах. Размер ее тела может достигать от нескольких сантиметров до сотни метров в длину. Имеет ряд разновидностей: ленточная, кустисто-ветвистая и листовидная. Чаще всего встречается первая разновидность бурой водоросли. Некоторые формы имеют своеобразные капсулы с кислородом, помогающие им держать вертикальное положение.

Эта разновидность имеет органы крепления в виде базового диска или ризоидов, находящихся в основании слоевища. Разрастается организм благодаря делению клеток. У хроматофор пластинчатая структура, содержащая в себе хлорофилл, фукоксантин и каротин с бурым пигментом.

Водоросли относятся к низшим растениям, их организм — таллом, или слоевище, не имеет органов: корней, побега и др. — как у высших растений. Слоевище некоторых водорослей может иметь сложную форму, напоминающую корни, листья, но это чисто внешнее сходство, так как клетки водорослей не дифференцированы и не образуют ткани: проводящую, механическую и прочие, как у высших растений.

Водоросли являются эукариотами, их клетки имеют ядро. Этим они отличаются от цианобактерий (старое название — сине-зеленые водоросли), тоже способных к фотосинтезу, но не имеющих ядра и относящихся к прокариотам.

Одноклеточные зеленые водоросли: хламидомонада, хлорелла, — обитают в пресноводных водоемах. Их организм состоит из одной клетки, покрытой оболочкой из целлюлозы. У хламидомонады вытянутая обтекаемая форма тела, имеются два жгутика, с помощью которых водоросль активно передвигается в более освещенные места (светочувствительный глазок!). Хлорофилл, необходимый для фотосинтеза, содержится в хроматофоре чашевидной формы. Хлорелла не имеет жгутиков.

Нитчатые водоросли состоят из цепочек клеток, плавающих в толще воды (спирогира) или прикрепляющихся к камням, корягам и другим подводным предметам (улотрикс). Хроматофоры спирогиры имеют форму узких лент в форме спирали.

Бурые и красные водоросли обитают в морях на бо́льшей глубине, где меньше света, поэтому фотосинтез у них осуществляется с помощью других пигментов, придающих им бурую и красную окраску. Слоевище бурой водоросли ламинарии размером до 6 метров крепится к камням с помощью ризоидов, её тело напоминает стволик и длинные листья, но, как уже было сказано, это не настоящие органы, а выросты таллома.

Тип дифференциации таллома представляет собой уровень морфологической организации.Одноклеточные и колониальные:

1) монадный – клетки имеют жгутики и способны активно передвигаться. Жгутики обычно прикреплены к переднему концу тела, в их основании, в цитоплазме имеется базальное тельце. Для монадных форм характерно наличие своеобразных органелл – сократительных вакуоль и глазка (стигмы). Хламидомонада.2) амебоидный – представители способны к амебоидному движению из-за отсутствия плотной клеточной стенки. Жгутиков нет. Редко.3) пальмеллоидный –сочетание неподвижного образа жизни с наличием органелл, свойственным монадным клеткам. Иногда возникает у первичномонадных организмов при изменении условий (напр, при потере воды), когда они теряют жгутики, а их оболочки разбухают в слизистые чехлы (вольвокс)4) коккоидный – жгутики отсутствуют, неподвижность в вегетативном состоянии (диатомовые- исключение). Хлорелла.5) сифональный – представлен фактически одной клеткой, но имеющей большие размеры и содержащей большое количество ядер и других органелл. Перегородки образуются только при повреждении таллома и формировании половых органов. Вошерия. (можно считать промежуточным типом между одноклеточными и многоклеточными)

Многоклеточные:1) нитчатый (трихальный) – клетки расположены в нить в результате деления в одной плоскости. Нити могут быть простыми и разветвленными. Улотрикс.2) разнонитчатый (гетеротрихальный) – нити различаются по морфологии и функциям: одни стелятся по субстрату и выполняют функцию прикрепления, другие отходят вертикально и выполняют функцию ассимиляции Эктокарпус.3) пластинчатый – может быть ложнотканевым и тканевым. Первый – крупное слоевище образуется в результате простого срастания нитей. Второй – слоевище образуется в результате деления клеток в трех направлениях и формирования т.о. тканей. Ламинария, Ульва, Порфира.Размножение

Вегетативное: путем деления клетки пополам – у одноклеточных (эвглена).участками колоний – у колониальных (вольвокс, микроцистис).фрагментами нитей – у нитчатых (улотрикс, спирогира).выводковыми почками (клубеньками - хара) или веточками (сфацеллярия)

Бесполое: зооспорами в зооспорангиях.апланоспорами в спорангиях (тетраспорангиях).Особь, где образуются споры - спорофит

Половое: изогамия – подвижные гаметы одинаковой формы и размера. гетерогамия – подвижные гаметы одинаковой формы но разного размера. оогамия – крупная неподвижная яйцеклетка и мелкий подвижный сперматозоид.Гаметы образуются в гаметангиях (антеридиях и оогониях) на гаметофите.Типы полового процесса без образования гамет:хологамия – слияние двух подвижных одноклеточных особей.конъюгация – слияние двух протопластов двух гаплоидных вегетативных клеток

Типы жизненного цикла.Цикл может протекать без смены поколений.в гаплоидной фазе – когда вегетативное тело гаплоидно, а диплоидна только зигота.в диплоидной фазе – когда вегетативное тело диплоидно, редукция происходит только перед образованием гамет.Со сменой поколений –чередуются гаплоидное и диплоидное поколение. При этом гаметофит и спорофит могут быть морфологически одинаковые – тогда изоморфная смена, или морфологически разными – гетероморфная смена поколений.Типичный случай цикла со сменой поколений :

гаметофит с гаметангиями - (n) – гаметы (n) – зигота (2n) – спорофит со спорангиями (2n) – редукция – зооспоры (апланоспоры) (n) - гаметофит

19. Экологические группы водорослей. Значение в природе и жизни человека.

20. Сине-зеленые водоросли (Cyanophyta). Систематическое положение, характеристика, экология, представители,значение.

Отдел включает одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы с прокариотическим строением клетки и оксигенным фотосинтезом. Клетка окружена стенкой, структурным компонентом которой является муреин. Оболочка часто ослизняется. В протопласте отсутствует оформленное ядро, хлоропласты, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, вакуоль с клеточным соком и ряд других органелл. В нем различают периферическую окрашенную часть — хроматоплазму, и центральную неокрашеннуто часть — центроплазму. В хроматоплазме располагаются тилакоиды, в которыхсодержатся пигменты: хлорофиллы а, б (у прохлорофитовых), каротиноиды и фикобилипротеины (синие аллофикоцианин и фикоцианин и красный фикоэритрин). Различное соотношение пигментов обусловливает окраску синезеленых водорослей от сине—зеленой до желтой и даже красноватой. Запасные вещества представлены цианофициновым крахмалом, цианофициновыми гранулами, полиэдральными тельцами. Клетки многих синезеленых водорослей содержат псевдовакуоли — газовые вакуоли, мембрана которых состоит только из белка, они наполнены газом. В жизненном цикле отсутствуют жгутиковые стадии, половой процесс не найден. Размножение осуществляется делением клеток, распадом колоний, фрагментами нитей, экзо- и эндоспорами. Распространены в пресных водах, морях, наземных местообитаниях. Значение. Они образовали кислород 3,5 млд лет назад.Азотфиксация. Участие в почвообразовании. Пища животных. Пища человеку (Спирогира, Ностек). Участие в симбиозе (грибы – лишайники, папоротники – азолла, асцидии, губки, диатомовые водоросли и др.) Синтез антибиотиков (против простейших: бактериоцин, цианобактерин). Паразиты животных (PhormidiumCoralliticum).Токсичность для животных и человека. Разрушение кораллов .ПРЕДСТАВИТЕЛИПредставитель Глеокапса.(делится пополам); Микроцистис.Представитель: спирулина, осцилатория-сине-зеленые нити, лепешки на воде. Размножение бесплое, путем распада нитей на гормогонии.Представитель носток. Экология: Обитают сине-зеленые водоросли преимущественно в пресных водах — прудах, озерах, реках, но встречаются также в морях, на поверхности почвы, на скалах. Сине-зеленые водоросли могут жить как при низких температурах на снегу и льду, так и при высоких температурах (до 80 °С) в горячих ключах. После отмирания клеток масса водорослей в виде хлопьев грязно-зеленоватого цвета всплывает на поверхность воды.

21. Отдел красные водоросли (Rhodophyta). Характеристика, особенности цикла воспроизведения, экология, основные порядки и представители, значение.Пигменты хлорофилл а, фикобилины: фикоцианин, аллофикоцианин, фикоэритрин, каротиноиды.Тип дифф таллома: преимущественно ложнотканевый таллом, образованный срастанием нитей, реже встреяается коккоидный, нитчатый. Большинство кр водорослей крупные организмы- макрофиты.Запасной продукт: багрянковый крахмалКлеточная стенка : целлюлоза, гемицеллюлоза и пектиновые агароидные вещества. Жгут стадии нет. Размножение: вегетативное. Бесполое моно и тетра апланоспоры в спорангиях на концах ветвей, половое-нетипичная оогамия. Сперматангий (антеридий) образует спермации без жгутиков. Оогоний представлен карпогоном-крупный состоит из брюшка и трихогины, в нем формируется яйцеклетка.ЭкологияОбитают красные водоросли преимущественно в морях. Числопресноводных видов сравнительно невелико.ПредставителиКлассBangiophyceaeПорядок бангиевыеПредставитель Порфира. Талдом тканевый. Цикл гапло-диплойдный со спорической редукцией и тетромофной сменой поколения.КлассФиоридейные.Порядок Батрахоспермовые.ПредставительБатрахоспермиум. Таллом разнонитчатый. Цикл 3поколения гапло-дипло-диплойдный с гетероморфной сменой поколения и соматической редукцией .Порядок церамиевые.ПредставительПолисифония, Делессерия. Цикл гапло-дипло-дипдойдный со спорической редукцией. 3 поколения. ЗначениеМногие красные водоросли служат сырьем для получения агар-агара, используемого в микробиологии в качестве питательной среды для выращивания микробов. Также из них получают йод, калиевые соли, спирт, уксусную кислоту. Например, в Норвегии на прибрежную приливно-отливную зону, богатую красными водорослями, во время отлива выпускают овец, как на пастбище.

22. Отдел охрофитовые водоросли (Ochrophyta). Общая характеристика, классификация. Класс желто-зеленые водоросли (Xanthophyceae): отличительные черты, цикл воспроизведения, представители.

Пигменты: хлорофиллы а и с. Дополительные каротиноиды бета каротин, ксантофиллы – фукоксантин или вошериоксантин. Тип таллома: все типы (кроме сифонокладального) от монадного до тканевого от одноклеточных микроскопических до многоклеточных макрофитов.Запасной продукт хризоламинарин (крахмала нет) откладывается вне хлоропласта в вакуолях цитоплазмы.Клеточная стенка: целлюлоза в сочетании с дополнительными слоями разного состава, у монадных форм обычно только клеточная мембрана.Жгутиковая стадии: обычно 2 жгутика. Один гладкий короткий направлен назал, второй перистый, длинный, направлен вперед.Размножение: все типы вегетативное, бесполое-зооспоры, апланоспоры. Половое- изо гетеро оогамия.ЖЦ: гаплоидный с зиготической редукцией, диплоидный с гаметической редукцией, гапло-диплоидный со спорической редукцией с изо- или гетероморфонй сменой поколения. Экология: пресноводные и морские, наземные, почвенные, известны во всех типах подходящих местообитаний. Практ значение- продуценты органического вещества, пищевое, кормовое, лекарственное .Классификация:Отдел охроф вод. Класс желто-зел вод. Порядок Вошериевые. Представитель вошерия. Порядок ботридиевые представитель ботридиум.Класс диатомовые вод.Группа пеннатные.Порядок навикуловые. Группы центрические. Порядок мелозировые. Класс бурые водоросли.Порядок эктокарповые,диктиотовые,ламинариевые.фукусовые…Желто-зел водоросли: в классе преобладают нитчатый и сифональный таллом. Дополительный пигмент – вошериоксантин, запасной продукт – масло, хризоламинарин и волютин. В клеточной ст целлюлоза и пектиновые вещ-ва. Запасной продукт – масло.При неблагоприятных усл формируются цисты \. Циклы развития – диплоидный или гаплоидный. Преимущественно пресноводные и почвенно наземные виды. (представители: вошерия, ботридиум)

19. Экологические группы водорослей. Значение в природе и жизни человека.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Бурые водоросли в подавляющем большинстве обитают в морях (пресноводных порядка 5 родов).

Основные представители – бентосные формы, обитающие в прибрежной зоне морей.

Все бурые водоросли многоклеточные (одноклеточных форм нет), с разнообразными типами талломов: нитчатым, ложнотканевым, тканевым; многие представители являются макрофитами, талломы которых могут иметь размеры нескольких десятков метров. Например, бурая водоросль макроцистис (Macrocystis) имеет самый большой из всех известных у водорослей таллом: длина слоевища может достигать 60 и более метров.

Для бурых водорослей характерны типичные для охрофит фотосинтетические пигменты: хлорофиллы а и с (как и у диатомей, хлорофилл с встречается в трех формах); основной дополнительный пигмент – фукоксантин. Хлоропласт покрыт четырьмя мембранами, тилакоиды собраны по три. Основными запасными продуктами являются хризоламинарин, липиды и шестиатомный спирт манит, которые откладываются вне хлоропласта.

Клетки бурых водорослей покрыты клеточной стенкой. В состав клеточной стенки входит целлюлоза, альгиновая кислота и ее соли (альгинаты) и фукоиданы.

Монадные клетки (зооспоры и гаметы) имеют два боковых (латеральных) жгутика, которые различаются по длине и морфологии. Один жгутик направлен вперед – более длинный, покрыт двумя рядами волосков; второй – направлен назад, гладкий.

Размножаться бурые водоросли могут вегетативным, бесполым (зооспорами) и половым (изо–, гетеро–, оогамия) способами. Жизненный цикл со спорической редукцией, изо– или гетероморфной сменой поколений или с гаметической редукцией.

Бурые водоросли широко применяются в хозяйственной деятельности человека. Прежде всего, это связано с полисахаридами их клеточных стенок, такими как альгиновая кислота, альгинаты и фукоиданы, которые используют в самых различных отраслях производства. Некоторые виды бурых водорослей используют в пищу, а выбросы этих водорослей, богатых калием и азотом, употребляют в качестве удобрений и на корм скоту.

Род Ламинария, или морская капуста (Laminaria) (Рис. 22). Ламинарии – бентосные водоросли, обитающие в морях северного полушария. Представители рода имеют в жизненном цикле два типа талломов: микро– и макроталлом. Микроталлом представляет собой гаплоидное поколение (гаметофит) ламинарии: он нитчатый, часто редуцирован до нескольких клеток. На женском гаметофите развиваются оогонии, в которых формируется по 1 яйцеклетке; на мужском гаметофите развиваются антеридии, в которых формируется по 1 сперматозоиду. Макроталлом – это диплоидное поколение ламинарии (спорофит). Спорофит имеет тканевый тип таллома, достигает нескольких метров в длину. Такой таллом разделен на листовую пластинку, стволик и ризоиды; листовая пластинка меняется у ламинарии ежегодно, а стволик и ризоиды – многолетние. На спорофите на поверхности листовой пластинки образуются зооспорангии, в которых развиваются зооспоры (споры бесполого размножения). Перед формированием зооспор в зооспорангиях происходит редукционное деление, таким образом, зооспоры становятся гаплоидными. Зооспоры выходят в воду, плавают, а затем прорастают в гаметофиты (микроталломы). Половой процесс – оогамия. На микроталломах развиваются оогонии и антеридии; оплодотворение наружное. После оплодотворения сперматозоидом яйцеклетки, развивается зигота, которая без периода покоя дает начало новому спорофиту. Таким образом, жизненный цикл у ламинарии со спорической редукцией, гапло–диплобионтный (гаплоидное поколение – гаметофит,

диплоидное – спорофит) с гетероморфной сменой поколений (гаметофиты и спорофит имеют разное строение). Ламинарии с древних времен используются человеком в пищу (из них готовят салаты, супы) и как корм для скота. Талломы ламинарии богаты йодом, поэтому их полезно использовать людям, страдающим нехваткой этого элемента в организме. Во многих странах ламинарии культивируют.

Род Фукус (Fucus) (Рис. 23). Представители рода, как и ламинарии, широко распространены в северных морях, где обитают в прибрежной зоне (зоне приливов и отливов). Фукус, в отличие от ламинарии, имеет один тип таллома – тканевый макроталлом; длина слоевища может достигать порядка 2 м. Таллом многолетний, имеет вид дихотомически разветвленного кустика. Вдоль лопастей таллома проходит срединная жилка, в нижней части переходящая в черешок, который прикрепляется к субстрату расширенным основанием (подошвой). У некоторых видов фукуса по бокам от срединной жилки расположены вздутия, которые представляют собой воздушные пузыри, заполненные воздухом. Эти пузыри помогают талломам поддерживать вертикальное положение. Фукус размножается вегетативным и половым способами (бесполого размножения нет). При вегетативном размножении на подошве фукуса развиваются новые талломы. Половой процесс – оогамия. Оогонии и антеридии формируются в специальных камерах (скафидиях), которые, в свою очередь, расположены во вздутиях на кончиках лопастей таллома (рецептакулах). Среди фукусов есть однодомные и двудомные виды. В оогониях у фукусов формируется 8 яйцеклеток, в антеридиях – 64 сперматозоида; оплодотворение наружное. Перед образованием гамет первое деление – редукционное. После оплодотворения развивается диплоидная зигота, которая без периода покоя прорастает в новый таллом. Таким образом, у фукуса, в отличие от ламинарии, смены генераций нет; фукус является диплобионтом с гаметической редукцией в жизненном цикле.

51. Отдел диатомовые водоросли. Отличительные особенноети. Строение клетки,
таллома, размножение, цикл воспроизведения. Экология и значение диатомовых водорослей.

Все диатомовые водоросли имеют микроскопичные талломы коккоидного типа; клетки могут быть одиночные или собраны в разнообразной формы колонии.

Для диатомей, как и других охрофит, характерны хлорофиллы а и с (последний у них встречается в трех формах: с₁, с₂, с₃); основной дополнительный пигмент – фукоксантин. Хлоропласт диатомей покрыт четырьмя мембранами, ламеллы трехтилакоидные. Основными запасными продуктами являются хризоламинарин и липиды, которые откладываются вне хлоропласта.

Клеточные покровы диатомовых водорослей представлены кремнеземным панцирем, покрытым снаружи и изнутри пектиновой оболочкой. Панцирь диатомей состоит из двух половинок: большей – эпитеки и меньшей – гипотеки, которые находят друг на друга, как крышка на коробку. Слой кремнезема пронизан различного вида и расположения порами, образующими определенный рисунок (Рис. 21). Тонкое строение панциря имеет большое значение для систематики диатомей.

Монадные клетки в жизненном цикле диатомовых водорослей представлены сперматозоидами, которые имеют только один апикальный жгутик, покрытый двумя рядами волосков.

Размножение у диатомей вегетативное и половое (бесполого размножения нет). Вегетативное размножение колониальных форм происходит фрагментацией; одноклеточных – делением пополам. Половое размножение – изо–, гетеро и оогамия, причем, при изо– и гетерогамии гаметы не имеют жгутиков, а сам процесс напоминает конъюгацию. Перед образованием гамет в клетке происходит редукционное деление. В результате полового процесса формируется зигота, которая называется у диатомей ауксоспора (растущая спора). Все диатомовые водоросли являются диплобионтами и имеют жизненный цикл с гаметической редукцией.

У диатомовых водорослей есть особенности, связанные со строением их клеточного покрова. При делении клеток обе половинки панциря расходятся, ядро делится митотически, а затем делится протопласт клетки. Каждый новый протопласт, таким образом, наследует половинку панциря, а вторая достраивается заново. Причем, всегда достраивается меньшая половинка (гипотека). Поскольку кремнеземный панцирь не способен к растяжению, то при каждом делении одна из дочерних клеток остается равной материнской (та, которая получает эпитеку при делении), а вторая уменьшается в размере (материнская гипотека которой стала эпитекой). Таким образом, процесс деления клеток у диатомей приводит к уменьшению их размеров. Восстановлению исходного размера клеток способствует половой процесс. Вне зависимости от типа полового процесса, в результате формируется зигота (ауксоспора), которая не имеет, в отличие от вегетативных клеток, кремнеземного панциря. Ауксоспора растет, увеличивается в размерах, и, таким образом, восстанавливается исходный размер клеток. После этого в зиготе происходят деления, которые приводят к формированию новых вегетативных клеток.

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.

Читайте также: