Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Естествознание (Ботаника. Зоология). Учебное пособие для СПО
.pdf
41
клетках указывает на автотрофный способ питания водорослей с помощью
фотосинтеза, но есть представители с гетеротрофным питанием и смешанным. Размножение у водорослей осуществляется вегетативным, бесполым и
половым способами. Вегетативное размножение происходит делением клеток, распадом нитей или колоний, фрагментацией талломов. Бесполое осуществляется при помощи различных видов спор — подвижных или неподвижных. Половой процесс связан со слиянием половых клеток — гамет с
образованием новой клетки — зиготы. В жизненном цикле ряда водорослей
может происходить чередование поколений: бесполого и полового. В зависимости от места обитания водорослей выделяют их экологические группы.
Мелкие формы, свободно плавающие в толще воды, составляют фитопланктон пресных и морских водоемов. Водоросли, растущие на дне или на подводных телах, входят в состав фитобентоса. Обширную экологическую группу составляют наземные, или воздушные, водоросли. Они образуют налеты
на сырой земле, на коре деревьев, на поверхности влажных скал и камней.
Также могут жить в толще почвы — почвенные водоросли. Развиваются во-
доросли и в горячих источниках, в сильно засоленных водоемах, поселяются
на поверхности снега или льда. Повсеместное распространение водорослей
определяет огромное их значение в природе и жизни человека. Выделяют
большое количество кислорода, служат накопителями органического веще-
ства — биомассы на Земле, а также сырьем для разнообразных отраслей
промышленности.
Водоросли подразделяются на 10 отделов, различающиеся друг от друга характером окраски и рядом перечисленных признаков. В данном курсе
изучаются отделы: Эвгленовые водоросли, Диатомовые водоросли, Зеленые
водоросли, Бурые водоросли.
Отдел Лишайники
Особенности строения тела. Гомеомерный и гетеромерный тип лишайников. Формы талломов. Значение в природе.
Лишайники — это своеобразные комплексные организмы, образован-
ные в результате сожительства гриба и водоросли, взаимоотношения между
которыми довольно сложное. Гриб получает от водоросли углеводы и вместе
с тем снабжает ее водой, минеральными солями, защищая от инсоляции и
высыхания. Грибы, входящие в состав лишайника, относятся в основном к
42
сумчатым грибам, а водоросли представлены видами из отделов Сине-
зеленые и Зеленые водоросли. По внешнему виду талломы лишайников
очень разнообразны. Выделяют морфологические типы: накипные, имеющие
таллом в виде тонкой корочки, прочно срастающейся с субстратом, не отде-
лимой от него. Листоватые — имеют вид мелких чешуек, прикрепляющихся
к субстрату пучками гиф, и легко отделяемых без значительного поврежде-
ния слоевища; кустистые лишайники представлены в виде кустиков, образо-
ванных тонкими ветвящимися нитями, стволиками или мягкими разветвлен-
ными лентами. Они прикрепляются к субстрату только основанием и растут
вертикально вверх или свисаются вниз. Лишайники могут размножаться ве-
гетативным способом, при помощи отломившихся участков таллома. Многие
листоватые и кустистые лишайники размножаются соредиями (одна или несколько клеток водорослей, оплетенных гифами гриба) и изидиями (мельчайшие выросты таллома в виде палочек, бугорков, покрытых снаружи корой). Кроме того, каждый из входящих компонентов может размножаться са-
мостоятельно.
Комплексная природа лишайников обеспечивает им питание из воздуха, атмосферных осадков, пыли, субстрата, поэтому лишайники могут суще-
ствовать в крайне неблагоприятных условиях — в пустынях, на камнях, скалах, широко распространены в тундре, где служат кормом для оленей. Ли-
шайникам принадлежит роль пионеров при заселении каменистых субстратов. В тундре, лесотундре и в лесных биоценозах они составляют значитель-
ную часть растительного покрова.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие растения называют сапрофитами, какие паразитами? Приве-
дите примеры.
2. Какие группы относятся к низшим растениям? Ответ обоснуйте.
3. Чем отличаются низшие растения от высших растений?
4. Круговорот веществ в природе — это сложный биологический про-
цесс, без него невозможна была бы жизнь. Какое место в нем занимают низ-
шие растения?
5. Кто такие бактерии? Раскройте их роль в природе и в жизни чело-
века.
6. Чем отличается строение клетки бактерии от строения клетки сине-
зеленой водоросли?
43
7. В чем особенности строения и жизнедеятельности зеленых, диато-
мовых, бурых водорослей?
8. Назовите приспособления, возникшие у водорослей в связи с раз-
личной глубиной обитания?
9. Каковы особенности бесполого размножения водорослей?
10. Каковы особенности размножения водорослей половым путем?
11. На основании, каких признаков грибы выделяют в отдельное цар-
ство?
12. На какие группы можно подразделить грибы по способу питания?
Приведите примеры.
13. Почему в сухую погоду грибов в лесу нет, а после теплых дождей,
называемых «грибными», их много?
14. Лишайники часто называют растениями, правильно ли это?
Почему?
15. Чем объясняется тот факт, что лишайники растут на камнях, желез-
ных крышах домов, проводах, то есть там, где не может жить ни одно другое
растение?
Лабораторное занятие 5
Тема: Царство Грибы. Подцарство Низшие растения. Отдел Лишайники
Цель занятия: Изучить особенности строения представителей грибно-
го царства, низших растений и лишайников.
Работа 1. Особенности строения низшего гриба
Приготовьте временный препарат из мицелия гриба мукор (белая пле-
сень), разросшегося на кусочке хлеба, и рассмотрите при увеличении микро-
скопа. Обратите внимание на признаки низших грибов (неклеточный мицелий). Зарисуйте мицелий с органами спороношения. На рисунке обозначьте
гифы, спорангиеносцы, спорангии, споры. Сделайте подпись под рисунком,
указав систематическое положение гриба.
Работа 2. Строение шляпочного гриба
Рассмотрите засушенные плодовые тела разнообразных высших грибов. Обратите внимание на строение нижней части шляпки. Разложите грибы
по строению гименофоров. Зарисуйте одного представителя с трубчатым ги-
менофором и одного с пластинчатым гименофором. Обозначьте: шляпку,
ножку, гименофор. Рисунок подпишите, указав систематическое положение
гриба.
44
Работа 3. Особенности строения водорослей
Приготовьте временный препарат из водорослей, взятых из водного
раствора аквариума. Рассмотрите при увеличении микроскопа особенности
строения клеток у представителей разных отделов. Зарисуйте два — три
представителя. Обозначьте: ядро, цитоплазму, хроматофор, оболочку. В подписи укажите систематическое положение водоросли.
Работа 4. Знакомство с разнообразием талломов лишайников
Познакомьтесь с засушенными образцами различных форм талломов
лишайников. Зарисуйте внешний вид листоватого, кустистого и накипного
лишайников. Обратите внимание на признаки их отличия, запишите. В под-
писи под рисунками укажите название лишайника. Зарисуйте анатомическое
строение гетеромерного или гомеомерного лишайника. Обозначьте: клетки
водоросли, гифы гриба, верхнюю кору и нижнюю кору.
Вопросы для обсуждения
1. Что такое цветение воды, какими организмами оно вызывается? Ка-
кой вред оно наносит водоему и его обитателям? Предложите меры и спосо-
бы борьбы с этим явлением.
2. Когда лучше всего идти собирать грибы? Какие вы знаете правила
сбора грибов? Почему грибы нужно срезать ножом, а не обрывать?
3. Что такое микориза, каково ее строение и значение?
4. Почему некоторые шляпочные грибы нужно искать около деревьев
определенного вида? Приведите примеры.
5. Какие грибы России относятся к съедобным, к условно съедобным, к
ядовитым? Что нужно делать при отравлении грибами?
6. К.А. Тимирязев называл лишайник «растением — сфинксом». Объ-
ясните, почему он так считал.
7. Какая особенность делает бактерии — паразитов очень опасными
для человека и животных?
8. Почему бактерии гниения не могут вызвать порчу продуктов, если
они посолены, засахарены?
9. Чем объяснить появление зеленого налета на коре деревьев, стенках
аквариумов, в водосточных трубах?
45
Глава 5. Популяционно-видовой уровень организации
живой материи. Классификация высших растений
Эволюция высших растений. Среды обитания. Характерные морфологические и анатомические признаки. Цикл развития равноспорового растения.
Цикл развития разноспорового растения. Систематика высших растений.
Высшие споровые растения, общие признаки. Классификация. Характеристика отделов споровых растений.
Появление высших растений ознаменовало начало новой эры в жизни
планеты. Переход растений из водной среды в наземную среду сопровождал-
ся появлением и наземных животных, что привело к сопряженной эволюции
растений и животных. Это повлекло к появлению колоссального разнообра-
зия растительного и животного мира. Первые достоверные наземные расте-
ния известны лишь по спорам. Они объединены в группу риниофитов. Не-
смотря на простоту морфологического и анатомического строения, это были
уже наземные организмы. Новая среда обитания — наземно-воздушная ха-
рактеризовалась повышенной солнечной радиацией, недостатком влаги и
контрастами двухфазной среды. Для защиты внутренней части растительного
организма начала формироваться эпидерма — первичная покровная ткань,
которая через устьица осуществляла газообмен. У самых первых наземных
растений поглощение воды осуществлялось с помощью корнеподобных об-
разований — ризоидов. По мере увеличения тела развиваются сложные
структуры — корни с корневыми волосками. Выход растений на сушу сопро-
вождался улучшением их освещения, что активизировало процесс фотосин-
теза. Это приводило к увеличению объема растений, что способствовало рас-
членению их тела. По своему внешнему облику, так же как по строению и
биологическим особенностям, высшие растения чрезвычайно разнообразны.
Тело у подавляющего большинства расчленено на органы. Во внутреннем
строении имеются ткани, состоящие из определенных по форме клеток, вы-
полняющих соответствующие функции. Развитие тканей — неизбежное
следствие переселения растений из водной среды на сушу. Для высших рас-
тений характерно наличие многоклеточных половых органов — гаметангиев
и многоклеточных органов бесполого размножения — спорангиев. Половые
органы бывают двух типов — мужские (антеридии) и женские (архегонии). В
46
них образуются мужские и женские половые клетки. Жизненный цикл выс-
ших растений состоит из двух ритмически чередующихся фаз, или «поколе-
ний» — полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Половые органы
развиваются на гаметофите, называемом заростоком, который может быть
как однополым, так и двуполым. После оплодотворения образуется новая
клетка — зигота, которая дает начало многоклеточному зародышу. Из него в
результате роста и дифференциации развивается спорофит, на котором обра-
зуются споры. Перед образованием спор материнские клетки делятся мейо-
зом, образуя дочерние с одинарным набором хромосом. У многих папорот-
никообразных каждая спора дает начало обоеполым гаметофитам, на кото-
рых развиваются как антеридии, так и архегонии. Такие растения называют-
ся равноспоровыми. Однако у большинства высших растений имеются спо-
рангии двух типов: микроспорангии, в которых образуются мелкие микро-
споры, и мегаспорангии, где развиваются более крупные мегаспоры. Каждая
мегаспора дает начало одному женскому гаметофиту, а микроспора — мужскому гаметофиту. Такие растения называются разноспоровыми.
Известные представители высших растений объединены в восемь от-
делов, из которых семь содержат как вымершие, так и ныне существующие
виды, а из отдела Риниофиты все виды вымерли. Систематическое положе-
ние высших растений дается по учебному пособию: Елиневский А.Г. Бота-
ника высших, или наземных, растений. — М. : Академия, 2006.
Отделы высших растений:
− Мохообразные — Bryophyta;
− Риниофиты — Rhyniophyta;
− Плауновидные — Lycopodiophyta;
− Псилотовидные — Psilotophyta;
− Хвощевидные, или Членистые — Equisetophyta;
− Папоротникообразные — Polypodyophyta;
− Голосеменные — Gymnospermae, или Pinophyta;
− Покрытосеменные, или Цветковые — Angiospermae, или
Magnoliophyta.
Исходя из программы, студенты изучают характеристику тех отделов,
представители которых ныне существуют в природе.
47
Отдел Мохообразные
Общая характеристика отдела. Особенность цикла развития мха. Классификация. Характерные признаки систематических групп. Представители.
Мохообразные относятся к наиболее просто устроенным высшим рас-
тениям. Корни у всех мхов отсутствуют, а всасывание воды и прикрепление к
субстрату осуществляется выростами эпидермиса — ризоидами. Характерной особенностью является преобладание в цикле их развития гаметофита.
На нем образуются половые органы: антеридии с многочисленными двужгу-
тиковыми сперматозоидами и архегонии с яйцеклеткой. Из оплодотворенной
яйцеклетки развивается спорофит, первоначально скрытый внутри брюшка
архегония. Спорофит мохообразных, называемый спорогоном, живет не са-
мостоятельно, а тесно связан с гаметофитом, развиваясь на нем. Он состоит
из коробочки, в которой образуются споры, и ножки. При созревании спор
коробочка раскрывается, и споры высыпаются наружу. Из них в почве обра-
зуются первичные нити (протонемы), дающие уже взрослые растения — гаметофиты. Менее организованные представители не имеют расчленения на
стебель и листья, поэтому тело представлено талломом, или слоевищем. К
земле таллом прикрепляется при помощи ризоидов. Таким представителем
является маршанция. Это двудомное растение. Более сложное строение имеют лиственные мхи. Тело их расчленено на стебель и листья. В коробочке
формируются споры. Протонема хорошо развита и имеет вид длинной разветвленной нити. Распространены мхи по всему земному шару. Сфагновые
мхи произрастают тесными, густыми дернинами в местах с обильным
увлажнением, нередко прямо в воде. У сфагнума отсутствуют ризоиды, и
нижний конец стебля, погруженный в воду, постепенно отмирает. Листья
сфагнума состоят из одного слоя клеток, но они двух видов: живые — хлорофиллоносные и мертвые — водоносные. Подобное строение листьев поз-
воляет сфагнуму быстро впитывать и накапливать воду. В верхней части
стеблей формируются антеридии и архегонии. Зеленые мхи — это однолет-
ние и многолетние растения, различные по величине. По строению вегетативных органов, как и по устройству спорогона, зеленые мхи очень разнообразны. Наибольшее распространение имеет мох кукушкин лен. Это двудомное растение. На одних экземплярах на верхушке стебля развиваются анте-
ридии, на других — архегонии. Спорогон в верхней части имеет крышечку, а
средняя часть расширена и называется урночкой. По мере созревания спор
48
крышечка отскакивает, а при покачивании коробочки ветром, споры высыпаются и, попав на почву, прорастают в обильно ветвящуюся протонему. На
ней образуются почки, развивающиеся далее во взрослое растение. Мохооб-
разные не дали начала новым группам высших растений.
Отдел Плауновидные
Общая характеристика отдела. Классификация. Характерные признаки систематических групп. Особенность циклов развития равноспоровых и разноспоровых плаунов. Представители.
Плауновидные — самая древняя группа современных высших растений. Примерно 380 млн лет назад они процветали, занимая господствующее
положение в растительном покрове Земли. Многие представители достигали
размеров до 40 м. В настоящее время это угасающая группа растений и представлена исключительно травянистыми видами. Плауновидные являются самыми первыми сосудистыми растениями: кроме хорошо развитых облиственных побегов у них есть настоящие корни. Стебли и корни ветвятся дихотомически. Растения имеют мелкие листья, расположенные тесно на стебле.
В цикле их развития преобладает бесполое поколение. На спорофите образуются спороносные колоски, которые состоят из споролистиков, в основа-
нии их развиваются спорангии со спорами. Споры прорастают в мелкие за-
ростки, развивающийся очень медленно (15–18 лет). На них образуются половые органы. После оплодотворения из зиготы формируется молодой спорофит. Споры плауна гигроскопичны и поэтому применяются в качестве детской присыпки. Равноспоровым растением является плаун булавовидный, который в Волгоградской области занесен в список особо охраняемых расте-
ний. Среди разноспоровых представителей в России произрастает селаги-
нелла. Небольшое травянистое растение с нежными стелющимися побегами,
у которого листья располагаются в четыре ряда: более крупные в двух ниж-
них рядах, а мелкие — в двух верхних. Мозаика листьев — приспособление
для лучшего улавливания светового потока. Для образования спор формиру-
ется спороносный колосок. Прорастание микро- и мегаспор происходит
внутри спорангиев. Мужской гаметофит похож на пылинку семенных растений. Мегаспора дает начало женскому заростку с ризоидами. После оплодо-
творения развивается зародыш, на котором в последствии развиваются корни
49
для укрепления в почве и переходу к самостоятельной жизни. Селагинелла
селаговидная используется в оранжерейной практике.
Отдел Хвощевидные, или Членистые
Общая характеристика отдела. Классификация. Характерные признаки.
Цикл развития хвоща полевого. Представители.
Хвощевидные — это многолетние корневищные травы, имеющие
надземные побеги двух видов. Функцию фотосинтеза выполняет зеленый
стебель летнего побега, который к осени отмирает. Продукты фотосинтеза
откладываются в корневище. Весенние побеги имеют неветвящиеся прямые
стебли с мутовками бурых редуцированных листьев. На верхушках стеблей
формируются стробилы в виде колосков, внутри которых развиваются споры.
Они имеют своеобразное строение: помимо двух оболочек возникает третья
в виде лент — элатер, спирально обернутых вокруг клетки. При подсыхании
элатеры раскручиваются и сцепляются друг с другом, образуя своеобразные
клубочки спор. Это способствует их распространению и прорастанию за-
ростков недалеко друг от друга. Заростки обоеполые, представляют собой
пластинку, прикрепленную к почве ризоидами. Наверху пластинки формируются антеридии и архегонии. Оплодотворение происходит в условиях ка-
пельно-водной среды. Зародыш имеет все зачаточные вегетативные органы, а
корешком укрепляется в почве и начинает самостоятельное развитие. В жиз-
ненном цикле хвощей преобладает взрослое равноспоровое растение — спорофит. Широко распространенные представители в России: хвощ полевой,
хвощ лесной, хвощ болотный, хвощ приречный.
Отдел Папоротникообразные
Общая характеристика отдела. Классификация. Характерные признаки.
Представители наземных и водных папоротников. Цикл развития равноспорового папоротника. Представители разноспоровых папоротников. Значение споровых растений в природе и для человека.
Папоротникообразные — обычно небольшие травянистые растения,
но есть среди них и более крупные и даже древовидные формы, которые
произрастают в тропиках. Представителям папоротникообразных свой-
50
ственно вегетативное размножение путем отделения частей побегов (обычно
подземных), а также образование преимущественно на листьях специальных
почек. Листья папоротников крупные, многократно расчлененные и называются вайями. Спорангии образуются на нижней стороне листа, которые
группируются кучками в сорусы. Споры бывают или все одинаковые у рав-
носпоровых форм (изоспоры), или разные у разноспоровых (микро- и мега-
споры), но спорофит всегда однодомный. Заростки обитают в достаточно
увлажненных местах, так как оплодотворение возможно только при наличии
капельно-жидкой среды. Обычно заростки автотрофны и снабжены ризои-
дами. После оплодотворения образовавшаяся зигота, делясь, постепенно
формирует новый спорофит — зародыш, который первое время связан с за-
ростком, а затем, при развитии корня, укрепляется в почве и переходит к самостоятельной жизни. Встречаются на территории России равноспоровые
папоротники: кочедыжник женский, щитовник мужской, орляк, страусник.
Разноспоровые представители папоротников — это водные растения. Сальвиния плавающая — однолетник небольших размеров со стелющимися по
воде побегами. Тонкий стебель несет в узлах листья, расположенные мутов-
ками по три — два на поверхности, а третий — подводный, рассеченный на
сегменты. У основания подводного листа развиваются микро — и мегасорусы, которые осенью опадают на дно водоема и перезимовывают. Весной они
всплывают на поверхность воды и прорастают, образуя соответствующие заростки с половыми органами. После оплодотворения развивающийся зародыш продолжительное время связан с заростком, затем образуется стебелек
и листочки. Другой представитель — марсилия четырехлистная, произрастает в низовьях р. Волга.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите общие признаки споровых растений.
2. В каких органах у высших споровых растений образуются половые
клетки? Как называются органы и как они устроены?
3. Что развивается у разноспоровых растений из микроспор и из мак-
роспор?
4. Как называются поколения в онтогенезе высших растений? Какое
отличие они имеют в содержании хромосом?
5. Какие поколения в онтогенезе высших растений вырастает из споры,
из зиготы?
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]