МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И НСТИТУТ АГРОЭКОЛОГИИ
ФИЛИАЛ ФГОУ ВПО «ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «семеноводства, технологии производства и переработки продукции растениеводства»

Грибы, водоросли, высшие споровые и голосеменные

методические указания к лабораторно-практическим занятиям по курсу ботаники

Челябинск 2007

Методические указания предназначены для оказания помощи студентам специальности 110102 «Агроэкология» и 101201 «Агрономия» при самостоятельном изучении и выполнении лабораторно-практических занятий по темам: «грибы», «водоросли», «высшие споровые» и «голосеменные».

Составитель

Крамаренко М.В. – канд. с.-х. наук, доцент (Институт агроэкологии)

Рецензенты

раздел грибы, водоросли:

Панфилов А.Э. – доктор с.-х. наук, профессор (ИАЭ – филиал ЧГАУ)

Сосненко С.В. – канд. с.-х. наук, ст. преподаватель (ЧГПУ)

раздел споровые, голосеменные:

Доронина О.М. – канд. с.-х. наук, доцент (ИАЭ – филиал ЧГАУ)

Рыжкова Н.И. – мл. научн. сотр. (ЧНИИСХ)

Рекомендованы для опубликования методической комиссией Института агроэкологии – филиала ФГОУ ВПО «ЧГАУ» (протокол № 1 от 2 марта 2007 г.)

© ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет», 2007 г.

© Институт агроэкологии, 2007 г.

Занятие 1 Тема: Филогенетическая классификация и жизненные формы грибоподобных организмов. Представители низших грибов (2 часа)

Цель занятия: Изучить жизненные формы грибоподобных организмов. Изучить классы: Хитридиомицеты (Chytridiomyce-tes), Оомицеты (Oomycetes), Зигомицеты (Zygomycetes), определить их место в филогенетической классификации.

Материалы и оборудование: Постоянные микропрепараты: зооспорангии ольпидия (olpidium brassicae) и синхитрия (sinchitrium endobioticum); оогонии сапролегнии (p. Saprolegnia); половой процесс и зиготы мукора (Mucor mucedo); проросшая зигота мукора; поперечный срез листа картофеля, пораженного фитофторой (Phytophthora infestans).

Вводные пояснения

В современной филогенетической классификации грибоподобные организмы, или царство грибы (Kingdom Fungi) рассматривается как самостоятельное царство живого мира, наряду с царствами животных и растений.

Одни классы грибоподобных организмов полностью соответствуют традиционным представлениям о грибах, но есть и такие классы, которые сочетают в себе признаки грибов и животных (миксомицеты), грибов и растений (оомицеты). Классы отличаются между собой по строению мицелия и чередованию ядерных фаз, по способам размножения и спороношения (рис. 1).

Независимо от происхождения грибы могут формировать ту или иную жизненную форму (рис. 2). Жизненная форма часто определяет хозяйственное значение или природную роль гриба.

Тело гриба примитивно, не образует тканей, называется таллÓм. Как правило оно состоит из белковых трубочек – гиф, разделенных на клетки (септированных), или неразделенных (несептированных). Такая совокупность гиф называется мицелием или грибницей. Мицелий может равномерно пронизывать субстрат (почву, растительные остатки и т.п.), или образовывать причудливые сплетения гиф за его пределами, например плодовые тела, состоящие из ножки и шляпки.

Бесполое размножение грибов осуществляется частями мицелия, зооспорами (обладают жгутиками, перемещаются в водной среде), спорами (формируются во множестве внутри специальных клеток – спорангиев, рассеиваются потоками воздуха), конидиями (в отличие от спор формируются не внутри спорангиев, а из гиф, обычно цепочками).

Отсутствие мицелия является характерной особенностью класса Хитридиомицеты. Тело гриба представлено клеткой, либо лишенной оболочки, либо обладающей зачаточными гифами (ризомицелий). Другая важная особенность – изогамный половой процесс (рис. 3). Подобное сочетание признаков также встречается у некоторых представителей Миксомицетов. Но особенности обмена веществ, строение зооспор и другие признаки явно указывают на независимое происхождение Хитридиомицетов от многоядерных амеб.

Грибы, обладающие нечленистым мицелием, делятся на два класса. Оомицеты размножаются с помощью зооспор, их половой процесс оогамный (разновидность гаметогамии, см. рисунок 3). Зигомицеты для бесполого размножения используют конидии и спорангиоспоры, зооспор у них нет. Их половой процесс – зигогамия (разновидность гаметангиогамии).

Задание 1. Научиться по рисунку 1 давать краткую характеристику любого класса грибоподобных организмов.

Задание 2. Изучить строение и размножение представителей классов Хитридиомицеты (ольпидия), Оомицеты (фитофторы), Зигомицеты (мукора).

Задание 3. Подготовить ответы на вопросы преподавателя по строению и жизненному циклу низших грибов, используя неподписанные иллюстрации рисунков 4, 5, 6. При подготовке ответа уделить внимание следующим особенностям изучаемых грибов: наличие мицелия, чем представлена диплоидная фаза, какие споры используются для размножения, какая форма полового процесса характерна для класса (согласно рисунку 3).

Задание 4. Зарисовать рассмотренных представителей низших грибов и сделать обозначения.

Порядок выполнения работы

Классификацию грибоподобных организмов (рисунки 1-2) следует рассмотреть прежде, чем начинать их практическое изучение. По рисунку 1 определите, чем отличается происхождение оомицетов от прочих классов. Отличия и общие черты у миксомицетов и хитридиомицетов. Представители каких классов имеют членистый мицелий и дикарионную стадию в жизненном цикле. По рисунку 3 определите, какая форма полового процесса соответствует оомицетам, зигомицетам, хитри-диомицетам.

Рассмотрите жизненные формы грибоподобных организмов по рисунку 2.

Рисунок 2 – Классификация жизненных форм грибоподобных организмов

Ольпидий капустный (класс Хитридиомицеты) паразитирует на капусте. Корень и часть гипокотиля растений – хозяев имеют отмирающую черную морщинистую поверхность, поэтому болезнь называют черной ножкой.

На препарате среза пораженного корня видны зооспорангии шаровидной формы с трубчатыми отростками, через которые одножгутиковые зооспоры выходят наружу и заражают новые растения. Кое-где в клетках корня можно увидеть талломы ольпидия в виде плазмодиев: из них и образуются зооспорангии.

Синхитрий паразитирует на картофеле, вызывая образование объемистых бугристых опухолей на клубнях (рак). На препарате среза пораженного клубня в клетках можно увидеть сории — группы зооспорангиев, образующихся из плазмодия. В них находятся одножгутиковые зооспоры, которые заражают новые клубни.

Сапролегния (класс Оомицеты) живет в воде на мертвых насекомых или паразитирует на икре рыб и на взрослых рыбах. На постоянном препарате видны неклеточные гифы гриба, содержащие густую цитоплазму и многочисленные ядра. На мицелии попадаются и удлиненные зооспорангии с зооспорами. Зооспорангии отделены от гифы перегородкой. Заражение новых объектов происходит в результате того, что конец зооспорангия лопается, двужгутиковые зооспоры выплывают наружу, попадая на поверхность подходящих организмов, прорастают и образуют новый мицелий.

На препарате рассматривают оогонии, имеющие шаровидную форму. В молодых оогониях видна цитоплазма, а в более старых — несколько крупных яйцеклеток. Оогоний, как и зооспорангии, отделен от гифы перегородкой. Рядом с оогонием находятся антеридии, представляющие собой отделенные перегородкой несколько расширенные концы гиф.

Фитофтора паразитирует на листьях и клубнях картофеля.

При изучении препарата среза пораженного листа видно, что окончания гиф выходят наружу через устьица. Эти окончания представляют собой спорангиеносцы. Они ветвистые и на концах обычно несут зооспорангии лимоновидной формы. На препаратах можно обнаружить также неклеточные гифы фитофторы, разрастающиеся по межклетникам мезофилла листа.

Мукор (класс Зигомицеты) – обычный сапротроф, поселяющийся на хлебе, овощах, а также на навозе и многих других органических субстратах.

Рассматривают постоянный препарат зиготы мукора. При малом увеличении рассматривают мицелии, состоящий из тонких и более толстых гиф. Кое-где видны спорангиеносцы, заканчивающиеся спорангиями. Спорангии находятся на разных фазах роста: мелкие бесцветные, крупные имеют черную окраску. Форма их шаровидная.

При большом увеличении видно, что зигота имеет бугристую поверхность и два подвеска, представляющих собой утолщенные остатки гиф.

При наличии соответствующих препаратов можно рассмотреть проросшую зиготу с короткой гифой и спорангием.

Рисунок 3 – Формы полового процесса у грибов.

Рисунок 4 – Жизненный цикл ольпидия (olpidium brassicae)

Рисунок 5 – Жизненный цикл фитофторы (Phytophthora infestans)

Рисунок 6 – Жизненный цикл мукора (Mucor mucedo)

Вопросы

1. Как называют таллом грибов? Из чего он состоит? 2. По какому признаку грибы подразделяют на низшие и высшие? 3. На какие классы и по каким признакам подразделяют низшие грибы? 4. Какой жизненный цикл у ольпидия капустного? Каковы меры борьбы с ним? 5. Какой гриб вызывает рак картофеля и как эта болезнь распространяется? 6. Чем вызвано образование наростов на клубнях картофеля? 7. Какой образ жизни ведет сапролегния? 8. В какое лето — дождливое или сухое — возрастают потери урожая картофеля от фитофторы? С какой особенностью ее размножения это связано? 9. Что представляет собой бесполое и половое размножения мукора? 10. Какая фаза жизненного цикла — гаплоидная или диплоидная — доминирует в жизненном цикле низших грибов? 11. Какую роль играют низшие грибы в природе и хозяйственной деятельности человека?