Низшие растения: место в биосфере

НИЗШИЕ РАСТЕНИЯ: место в биосфере, значение в природе и деятельности человека Особенности строения, питания, размножения и классификация бактерий. 2. Водоросли: общая характеристика, цитологические особенности, основные отделы. 3. Особенности питания грибов. Классификация грибов. 4. Лишайники – особенности строения, размножения, роль в природе, использование человеком 1. 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 месторождений 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 соединений.  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. Колонии Многоклеточные нити Гетероцисты 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) Вольвоксовые Хламидомонада Вольвоксовые Вольвокс Колонии в виде крупных слизистых шаров (до 20 тыс. клеток) , 2 мм в диаметре Протококковые • Очень Хлорелла мелкая одноклеточная водоросль, без жгутиков, сократительных вакуолей и глазка. Хроматофор чашевидный с пиреноидами. • Распространена в пресных водоемах и почвах. • Очень быстро размножается (за сутки – тысячекратное увеличение) путем бесполого размножения. Половой процесс не известен. • Один из самых полезных продуктов, известных человеку содержание белка в ней достигает 40-61%, углеводов - 35%, липидов - 5-10% и минеральных веществ -до 10%. В белке - более 40 аминокислот, большая часть из которых – незаменимые. Всего более 650-ти веществ в концентрациях, намного превосходящих их содержание в традиционных продуктах питания: мясе, молоке, овощах и фруктах. Улотриксовые  Клетки делятся в одном направлении и остаются соединенными в нити.  Представители:  Улотрикс – тонкие неветвящиеся нити из одинаковых ярко-зеленых клеток, нижняя – бесцветна и служит для прикрепления к субстрату. Бесполое размножение – зооспорами, половое в форме изогамии.  Кладофора – нитчатая ветвящаяся с многоядерными клетками, в реках достигает длины до 1 м. Сифоновые  Не имеют клеточного строения – сифонное.  Каулерпа – обитает в тропических и субтропических морях.  Таллом – одна многоядерная диплоидная клетка, пересечённая так называемыми балками, состоит из стелющейся ветвистой части длиной до 1 м, ризоидов и вертикальных побегов высотой до 30 см.  Размножение половое (изогамия) и вегетативное – оторвавшимися частями тела. Спирогира  Длинные цилиндрические, расположенные в один ряд клетки со слизистым чехлом.  Хроматофоры − в виде спирально закрученных лент с городчатыми или рассеченными краями.  Бесполое размножение – частями нитей.  Половое – конъюгация (лестничная). Харовые  На основных побегах «стеблях» располагаются мутовки боковых побегов «листья» .  Рост строго верхушечный.  «Стебель» имеет неограниченный рост, «листья» – ограниченный.  Половое размножение - оогамия. Красные водоросли Порфира Делессерий Немалион Кораллина  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 гаметы. 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. Строение вегетативного тела грибов  Вегетативное тело состоит из множества тонких ветвящихся трубчатых нитей – гиф.  Гифы не имеют клеточного строения: их протопласт либо совсем не разделен, либо разделяется поперечными перегородками (септами).  Вся совокупность гиф – мицелий. Плодовое тело грибов - Карпофор  Состоят из ложной грибной ткани (плектенхимы), представляющей собой более или менее плотное сплетение гиф.  На соответствующей стадии в нём образуются органы спороношения – сумки (аски) у сумчатых и базидии у базидиальных грибов. 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 мицелий. 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). Бесполое размножение Конидиеспоры Зооспоры Спорангиеспоры 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. Хитридиомицеты Оомицеты Слизевики Зигомицеты Грибы Настоящие грибы Аскомицеты Лишайники Базидиомицеты Дейтромицеты 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). Класс Базидиомицеты Паразиты • головневые • ржавчинные Сапрофиты • шампиньон • навозник Микоризообразующие • подберезовик • подосиновик Сапрофиты на древесине • трутовики • гриб-баран Размножение базидиомицетов Половое размножение • соматогамия, путем слияния двух вегетативных клеток гаплоидного мицелия, вырастающего из базидиоспоры и состоящего из одноядерных клеток. Завершается слиянием ядер дикарионов, последующим редукционным делением и образованием четырех базидиоспор. Вегетативное размножение • частями мицелия, оидиями и хламидоспорами. Бесполое размножение • конидиями.  1 – базидиоспоры; 2 – гаплоидный мицелий; 3 – вторичный дикарионный мицелий; 4 – плодовое тело; 5 – базидия с базидиоспорами  Спороносный слой плодового тела – гимений – располагается у более примитивных видов на верхней стороне плодовых тел, а у более высокоорганизованных – на нижней.  Поверхность плодового тела, несущую гимении, называют гименофором. Базидиомицеты Подкласс Холобазидиальные Подкласс Фрагмобазидиальные (сапрофиты, паразиты растений, разрушители древесины и растительного опада, микоризообразователи) (паразиты растений, наносящие огромный ущерб посевам зерновых ) Группа порядков Гименомицеты (Афиллофоровые и Агариковые ) Группа порядков Гастеромицеты Головневые грибы Ржавчинные грибы Порядок Афиллофоровые  Грибница – многолетняя (иногда свыше 100 лет).  Плодовые тела различны по окраске и размерам.  Домовой гриб, трутовик настоящий, трутовик – корневая губка, трутовик ложный (чага). Порядок Агариковые боровик мухомор красный (ядовит); подосиновик красный подберёзовик сыроежка желтая чернушка маслёнок зернистый рыжик сосновый Порядок Агариковые валуй бледная поганка шампиньон полевой вешенка лёгочная (ядовита) опёнок летний опёнок осенний навозник белый Группа порядков гастеромицеты  Образуют базидиоспоры внутри полностью замкнутых плодовых тел.  Почвенные сапротрофы (дождевики).  Среди других представителей гастеромицетов – веселка , звездочка, диктиофора. Подкласс Фрагмобазидиальные  Головневые грибы поражают цветки и семена злаков. По характеру развития головневых грибов на хлебных злаках их можно разбить: 1 – Твердая головня пшеницы. 2 – Пыльная головня пшеницы. 3 – Пузырчатая головня кукурузы.  Ржавчинные грибы – паразиты многих высших растений, в том числе и культурных (ржи, овса, пшеницы, проса, льна, смородины, розы и другие). Класс Дейтеромицеты Широко распространены по всему земному шару. - разлагают растительные субстраты и играют существенную роль в почвообразовании; - паразиты высших растений, вызывающие серьезные болезни. - вызывают заболевания животных и человека (микозы), например стригущий лишай, паршу и грибковые заболевания ногтей и кожи стоп. Лишайники корковые листоватые кустистые