- •Часть 1. Водоросли
- •Способы размножения, циклы развития, смена ядерных фаз и генераций у растений.
- •1. Формы полового процесса.
- •2. Смена ядерных фаз и генераций (поколений) у растений.
- •1. Гаплотический цикл развития (зиготическая редукция).
- •2. Диплогаплотический цикл развития (спорическая редукция).
- •3. Диплотический цикл развития (гаметическая редукция).
- •Водоросли. Общая характеристика. Деление на отделы. Класс собственно-зеленые водоросли. Систематика, морфология, биология и экология водорослей порядка вольвоксовые, протококковые, улотриксовые.
- •Отдел Зеленые водоросли - Chlorophyta
- •Класс Собственно зеленые, или Равножгутиковые водоросли -
- •Порядок Вольвоксовые - Volvocales.
- •Порядок хлорококковые, или протококковые,-
- •Порядок улотриксовые - Ulothrichales .
- •Порядок кладофоровые (сифонокладовые) - Cladophorales (Siphonocladales).
- •Порядок Зигнемовые - Zygnematales .
- •Отдел (класс) Харовые – Charophytа (Charophyceae) .
- •Систематика, особенности строения и жизненные циклы бурых водорослей.
- •Класс Изогенератные - Isogeneratae.
- •Порядок кутлериевые – Cutleriales.
- •Порядок диктиотовые – Dictyotales.
- •Класс гетерогенератные - Heterogeneratae .
- •Класс циклоспоровые - Cyclosporophyceae .
- •Систематика, морфология, биология и значение красных водорослей .
- •Некоторые вопросы филогении, происхождения и эволюции водорослей.
- •Список рекомендуемой литературы
Министерство образования и науки Украины
Таврический национальный университет им. В.И.Вернадского
кафедра ботаники
Методические рекомендации по изучению учебной дисциплины
«Систематика низших растений»
для студентов 1 курса дневной и заочной форм обучения 6.070400 «биология» образовательно-квалификационного уровня «бакалавр» профессионального направления подготовки 0704 биология
Часть 1. Водоросли
Составители: С.Ф.Котов, Л.П.Вахрушева
Симферополь 2001
Печатается по решению учебно-методического совета Таврического национального университета им. В.И.Вернадского от 24.01.00 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Мир водорослей огромен и разнообразен. Водоросли распространены по всему земному шару. Глубины морей, высокогорья, тропические леса, ледяные пустыни Арктики и Антарктики, жаркие пустыни аридной зоны - обычные мес-та обитания этих удивительных организмов. Бесспорное царство водорослей - водная среда, занимающая три четверти нашей планеты. Здесь они являются продуцентами органического вещества, начальным звеном пищевых цепей. Не менее важна роль водорослей как поставщиков кислорода в атмосферу. Наземные водоросли улучшают структуру почвы, способствуют накоплению азота.
Водоросли широко используются человеком. Водоросли применяют для очистки сточных вод, для приготовления лекарственных препаратов, в целях биоиндикации, наконец, многие из них употребляются в пищу.
Водоросли важны также как объекты научного познания. Их используют при изучении физиологических, биохимических, экологических и эволюционных вопросов; водоросли являются наиболее перспективными организмами для создания искусственных экосистем на космических кораблях и станциях.
Курс «Систематика низших растений» предусматривает 54 час. учебного времени; из них 36 аудиторных (20 лекционных и 16 лабораторных).
Данное методическое пособие в максимально сжатой форме освещает вопросы систематики, морфологии, биологии, экологии, эволюции и практического значения водорослей. В нем рассмотрены только наиболее важные с дидактической точки зрения таксономические группы.
Разделы, посвященные систематическому обзору водорослей, написаны С.Ф.Котовым, на основе лекций, прочитанных им в СГУ--ТНУ в 1987--2000 г.г.; разделы «Экологические группы водорослей», «Значение водорослей в природе и их экономическое использование», «Некоторые вопросы филогении, происхождения и эволюции водорослей» написаны Л.П.Вахрушевой.
Способы размножения, циклы развития, смена ядерных фаз и генераций у растений.
Суша и океан планеты Земля заселены растениями и животными. Разнообразие тех и других очень велико. Ныне установлено 500 тыс. видов растений и более 1 млн. животных. К растениям традиционно относят водоросли, грибы, слизевики, лишайники, споровые растения (включают Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные), семенные растения, в их числе Голосеменные и Покрытосеменные (Цветковые).
Основное биологическое свойство, присущее всему этому многообразию растительных организмов - способность к размножению. Размножение - это увеличение численности особей, подобных материнским.
Основные способы размножения растений.
Воспроизведение себе подобных у растений осуществляется посредством вегетативного, бесполого и полового размножения.
1. Вегетативное размножение - это размножение, при котором новая особь развивается из органов или клеток, выполняющих вегетативные функции. При этом не происходит каких-либо заметных изменений в протопластах. Различают неспециализированное и специализированное вегетативное размножение.
1) неспециализированное вегетативное размножение у одноклеточных организмов происходит путем простого деления клетки надвое; в результате этого из одной особи возникают две, подобные друг другу. У многоклеточных растительных организмов вегетативное размножение осуществляется путем разрыва или распадения тела на отдельные участки, из которых каждый вырастает затем до нормальных размеров материнской особи, хотя это происходит не всегда.
2) специализированное вегетативное размножение происходит с помощью специальных групп клеток образовательной ткани – “клубеньков”, “выводковых почек” и др., а у цветковых растений с помощью специальных метаморфизированных органов - корневищ, клубней и луковиц.
2. Бесполое размножение - это размножение с помощью специальных клеток - спор. Спора (греч. спора - сев, семя) - специализированная клетка, которая отделяется от материнского организма и служит для размножения и расселения. При бесполом размножении, как и при вегетативном, обычно образуются идентичные потомки, а единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации. Бесполое размножение сопровождается, во-первых, делением протопласта клетки на части, и, во-вторых, выходом продуктов деления из оболочки материнской клетки. При этом перед делением протопласта в нем происходят процессы физиологической перестройки, ведущие к его омоложению.
Споры могут быть подвижными или неподвижными. Неподвижные споры чаще всего характерны для наземных растений. Споры, имеющие органоиды движения, называются зооспорами. Они наиболее типичны для водорослей, но у некоторых водорослей также образуются неподвижные, лишенные жгутиков, споры - апланоспоры .
Споры образуются или в клетках, не отличающихся по форме и размерам от других вегетативных клеток, или в особых клетках, называемых спорангиями, которые нередко имеют другие размеры и форму по сравнению с вегетативными.
Споры могут быть одинаковыми и разными по размерам. Растения, у которых все споры одинаковые, называются равноспоровыми, у которых разные - разноспоровыми. Крупная спора называется макроспора (лат.) или мегаспора (греч.). Мелкая спора - микроспора. Если в спорангии созревает одна спора - это моноспорангий, а спора, соответственно, называется моноспора; если созревают четыре споры - это тетраспорангий, а споры - тетраспоры (у многих красных водорослей, у диктиотовых из бурых водорослей). Макроспора созревает в макроспорангии; микроспора - в микроспорангии. Из макроспоры развивается женский заросток, из микроспоры - мужской. На женском заростке формируются женские половые органы – оогонии, в которых созревают яйцеклетки. На мужских заростках – мужские половые органы - антеридии, в них формируются мужские гаметы – сперматозоиды.
3. Половое размножение распространено у всех групп растительных организмов. Суть его заключается в слиянии (копуляции) двух половых клеток - гамет (от греч. гаметес - супруг), возникающих в специальных органах - гаметангиях. У примитивных водорослей гаметы формируются в вегетативных клетках. Продукт слияния гамет - зигота (оплодотворенная яйцеклетка). Название зигота происходит от греч. дзиготос - двуупряжный. Во всех типичных случаях полового размножения ядра гамет содержат вдвое меньше хромосом, нежели ядра зиготы. Иначе говоря, гаметы всегда гаплоидны, а зиготы диплоидны (от греч.гаплос - одиночный и диплос - двойной). Зигота вырастает в новую особь или дает зооспоры.