Низшие растения — группа живых организмов без дифференциации тканей и органов

Лекция №4. Низшие растения Низшие растения - понятие, подразумевающее сборную группу живых организмов, которым не свойственна дифференциация тканей и органов. Включает: 1. бактерии, 2. водоросли, 3. грибы и лишайники. Архебактерии Обитают в экстремальных условиях (геотермальных источниках 300-400 град. С высоким содержанием кислоты). Осуществляют ряд биохимических процессов, не свойственных остальным живым организмам. Физиологические и экологические особенности - Аэробы требуют для своего существования наличия кислорода. - Анаэробы развиваются без кислорода, он им вреден, - Нейтрофилы предпочитают нейтральную и кислую среду. - Ацидофилы размножаются в кислой среде. - Галлофилы обитают в крайне засоленной среде при 40-500С. - Метанообразующие восстанавливают углекислый газ (СО2) до метана (СН4) - Сероокисляющие и серовосстанавливающие образуют месторождения серы. Настоящие бактерии (эубактерии) Основной компонент клеточной оболочки - муреин. Поверх клеточной стенки имеется слизистая защитная капсула. Запасные питательные вещества - крахмал или гликоген. Высокий темп размножения, каждые 20...30 мин. Поглощают питательные вещества всей поверхностью клетки, предварительно выделяя в окружающую среду экзоферменты. Большинство гетеротрофы. Встречаются хемосинтетики, т.е. усваивает углекислый газ (СО2) за счет окисления неорганических соединении. Некоторые содержат в клетках особый пигмент бактериохлорофилл, родственный хлорофиллу. Они способны к фотосинтезу, но без выделения кислорода (анаэробный тип фотосинтеза). Морфологические группы настоящих бактерий • Шаровидные (кокки) - одиночные - монококки - по две - диплококки - четыре - тетракокки - цепочки - стрептококки - гроздья - стафилококки - пакеты - сарцины • Палочковидные - истинные бактерии - палочки, не образующие спор - бациллы – палочки, образующие споры • Извилистые - вибрионы - в виде запятой - спириллы - с двумя-тремя завитками - спирохеты - тонкие, длинные, с большим количеством завитков. Цианобактерии (сине-зеленые водоросли) Клеточная оболочка - целлюлоза, другие полисахариды и пектиновые вещества, немного муреина. «Газовые вакуоли» вместо вакуолей, наполненные азотом, служат для «парения» в толще воды. Размножение - делением клетки надвое, полового процесса нет. Питание - автотрофное: фототрофное (выделяется кислород), хемотрофное (выделяется сера). Продуктом фото-хемосинтеза является не глюкоза, а цианофициновый крахмал. Общая характеристика водорослей - Фотосинтезирующие организмы. - Встречаются: в морях и океанах, в пресных водоёмах, на влажной почве и на коре деревьев. - Одноклеточные, многоклеточные и колониальные организмы. - Тело - слоевище, или таллом. - Размеры - от микроскопических (мкм) до гигантских (десятки м). - Передвигаются: * с помощью жгутиков; * ползают (то сжимая, то, растягивая части своего тела). Экологические условия существования - Наличие света (в прозрачных водах на глубине 30 м, бурые и красные -100...200 м); - Температурный режим: * «снежные» - полярные льды, высокогорные ледники, * термальные - горячие источники при температуре 50…70 0С-); - Наземные водоросли, живущие в почве, на коре деревьев. Планктонные свободно живут в толще воды, не способны к активному движению. Бентосные придонные формы, прикрепленные ко дну водоема с помощью ризоидов, или просто лежат на дне. Способы размножения водорослей • Вегетативное: - обрывками нитей; - кусками слоевищ; - распад колоний; - деление клеток одноклеточных водорослей. • Бесполое: - при помощи голых подвижных клеток - зооспор; - при помощи неподвижных, лишенных жгутиков апланоспор (неподвижные багрянки, хлорелла); - у колониальных - дочерние колонии; - у диатомовых, коньюгатов и харовых - отсутствует. • Половое - изогамия - гетерогамия - оогамия - коньюгация Классификация зеленых водорослей - Равножгутиковые - Вольвоксовые (Хламидомонада, Вольвокс) - Протококковые (Хлорелла) - Улотриксовые (Улотрикс) - Сифоновые (Каулерпа) - Конъюгаты (Спирогира) - Харовые (Хара) Красные водоросли - Донные обитатели морей тропического и субтропического поясов (до 200 м). Некоторые - в пресной воде и почве. - Нитевидные, листовидные, кустистые или корковые (до 2 м) с очень сложным половым процессом. - Красная окраска от пигмента фикоэритрина. - Запасное вещество - багрянковый крахмал. Бурые водоросли - У ламинариевых - дифференциация тканей и появление проводящих элементов. - Бурая окраска от пигмента фукоксантина - Таллом выделяет много слизи, заполняющей внутренние полости. - Ризоиды плотно прикрепляют водоросль к грунту. - У многих имеются воздушные пузыри. - Половое размножение - подвижные жгутиковые гамет Общая характеристика грибов Группа низших гетеротрофных растений Среда обитания - влажные места, богатые органическими веществами. Размеры - от микроскопически до крупных. Живут недолго, у шляпочных долго живет мицелий, у трутовиков - и плодовое тело. Сходство с животными: наличие в обмене веществ мочевины, хитин в оболочке клеток, запасной продукт - гликоген, а не крахмал. Сходство с растениями: способ питания путем всасывания, а не заглатывания пищи, неограниченный рост. Типы питания грибов • Сапрофиты - Селятся на растительных остатках - элементах лесного опада, в подстилке - подстилочные сапрофиты. - Плесени (пеницилл, мукор), селящиеся на почве, хлебе, гниющих фруктах, и дрожжи. - Дереворазрушающие макромицеты, или ксилофаги - поселяются на древесине. • Паразиты - Поселяются на растениях, вызывая различные заболевания, снижая их урожай, насыщая токсичными продуктами метаболизма и делая опасными для человека (фитофтора, ржавчина, спорынья) - Вызывают кожные заболевания у животных и человека (дерматомикозы). • Симбиоты - Симбиоз с высшими растениями - микориза. - Симбиоз грибов и водорослей - лишайники. Вегетативное размножение грибов • Части мицелия Попав в благоприятные условия, развиваются самостоятельно и дают новую особь. Распространен почти у всех грибов. • Почкующийся мицелий Характерен для дрожжевых грибов. На клетках появляются выросты, которые образуют новый мицелии. • Оидии Образуются при распаде мицелия на отдельные тонкостенные клетки, которые прорастают и дают новый мицелий (мукоровые). • Хламидоспоры Образуются в результате распада гифов на отдельные толстостенные клетки; под первой оболочкой они создают вторую более толстую. Прорастая, образуют новый мицелий или органы спороношения (головневые). Половое размножение • Гаметогамия - Происходит при слиянии гамет. - Характерна для низших грибов. - Осуществляется как изогамия, гетерогамия и оогамия. Яйцеклетки образуются в оогониях, сперматозоиды - в антеридиях. • Гаметангиогамия - Происходит при слиянии содержимого двух многоядерных специализированных половых органов (гаметангиев), не дифференцированных на гаметы. - Женский гаметангий - архикарп, мужской - антеридий (у сумчатых грибов). - У низших грибов - зигогамия - гаметангии морфологически одинаковые. • Соматогамия - Происходит при слиянии соматических клеток, половые органы и гаметы отсутствуют (у базидиальных грибов). - У грибов с одноклеточным мицелием наблюдается слияние двух особей -хологамия. Классификация по уровню организации • Низшие Лишены мицелия или имеют неразделенный мицелий. Представляют собой одноядерный комочек цитоплазмы, паразитирующий внутри клетки хозяина. • Высшие Имеют хорошо развитый разделенный мицелий, погруженный в субстрат - почву, растение и др. и надземную часть - плодовое тело - орган размножения, образующий споры. Слизевики Почвенные сапрофиты или паразиты растений (кила капусты, порошистая гниль картофеля и другие). Имеют различные размеры (до 1,5 м в диаметре), цвет (жёлтый, розовый, красный, фиолетовый) и форму. Их слагают не гифы, а цитоплазма с многочисленными ядрами - плазмодий. Особенности: - меняют форму; - распадаются на отдельные организмы, а затем соединяются вновь; - двигаются: медленно переползая с места на место, обеспечивая себя питанием. Класс Хитридиомицеты -Одноклеточные и микроскопические формы. Вегетативное тело - плазмодий или зачаточный мицелий (ризомицелий). Клеточные стенки содержат хитин. Бесполое размножение с помощью одножгутиковых зооспор. Половое (гаметогамия, оогамия, соматогамия). Класс Оомицеты - Водные и наземные формы. - Мицелий неклеточный, хорошо развит. - Клеточная оболочка состоит из целлюлозы, а не из хитина. - Бесполое размножение - двужгутиковыми зооспорами, у более высокоразвитых видов - конидиями. - Половой процесс - оогамия. Класс Зигомицеты - Мицелий неклеточный, клеточные стенки содержат хитин и хитозан. - Подвижные стадии отсутствуют. •Бесполое размножение -спорангиоспорами, образующимися в спорангиях. - Половой процесс - зигогамия. - Группа включает: *сапротрофные грибы и паразиты растений, животных, грибов; *микоризообразователи; *эндо- и экзосимбионты членистоногих; * «хищные» зоопаговые грибы. Класс Аскомицеты, или сумчатые грибы Встречаются - в почве, морях и водоёмах, на разлагающихся остатках растений и животных, на живых организмах - патогенные виды (мучнистая роса). Бесполое размножение • посредством конидий • путем почкования (у дрожжей). Половое размножение • посредством аскоспор, которые образуются в асках (сумках) в результате полового процесса (гаметангиогамии). Голосумчатые аскомицеты Включает два порядка: - эндомицетовые - характерно образование на мицелии одиночных сумок, развивающихся из зиготы без участия аскогенных гиф. Самые известные - дрожжи. - тафриновые - паразиты, поражающие плодовые косточковые (кармашки слив и других косточковых, курчавость листьев персика, вишни, «ведьмина метла» вишни). Плодосумчатые аскомицеты Различают плодовые тела: 1. замкнутые - клейстотеции - созревшие аскоспоры освобождаются после разрыва замкнутого шаровидного клейстотеция (пеницилл, аспергилл и мучнисторосяные); 2. полузамкнутые - перитеции - грушевидные с узким отверстием на вершине, по форме и окраске перитеции сильно варьируют (голландская болезнь вяза, рак яблони, снежная плесень, спорынья). 3. незамкнутые - апотеции - плодовое тело обычно открытое, чашевидное или дисковидное с гимением на поверхности. Есть паразиты растений (бурая гниль яблок и груш) и съедобные (трюфели, сморчки и строчки). Лишайники - корковые - листоватые - кустистые