Низшие растения
Содержание
Введение
К низшим растениям относятся наиболее просто устроенные представители растительного мира. Само название «низшие» указывает на древность этой группы и на простоту их морфологической организации. Вегетативное тело низших растений не имеет расчленения на органы и представлено талломом или слоевищем. В этой связи низшие растения называют талломными в противоположность высшим листостебельным растениям, или кормофитным.
Для низших растений характерно отсутствие сложной внутренней дифференцировки, у них нет анатомо-физиологической системы тканей, как у высших растений. Наконец, органы полового размножения низших, как правило, одноклеточные (за исключением харовых и некоторых бурых водорослей)Хтогда как большинство высших растений имеют преимущественно многоклеточные архегонии и антеридии.
К низшим растениям относятся бактерии, водоросли, слизевики, или миксомицеты, грибы, лишайники. Все перечисленные организмы делятся на две большие группы. Водоросли, способные самостоятельно синтезировать органическое вещество, относятся к группе автотрофных организмов. Бактерии, миксомицеты и грибы представляют собой гетеротрофные организмы, нуждающиеся в готовом органическом веществе. Те и другие как бы дополняют друг друга. Водоросли служат основными образователями органического вещества в водоемах. Разложение органических веществ и их минерализация осуществляются в результате деятельности гетеротрофных организмов: бактерий и грибов.
Благодаря процессам разложения органических веществ атмосфера пополняется углекислым газом. Некоторые почвенные бактерии и сине-зеленые водоросли способны связывать свободный азот атмосферы. Таким образом, биологический круговорот веществ, совершаемый автотрофными и гетеротрофными организмами, немыслим без деятельности низших растений.
Целью курсовой работы является раскрытие темы низшие растения.
Задачи:
1. Классификация низших растений;
2. Краткая характеристика каждого из 14 отделов.
Данная тема актуальна в наше время, так как классификация низших растений по отделам дает общее понятие низших растений и позволяет расположить границы между низшими и высшими растениями.
1. Классификация низших растений
По широкому распространению в природе и по численности низшие растения превосходят высшие. По мере изучения низших растений расширяются рамки их использования и повышается значение их в жизни человека.
В основу настоящего издания положена следующая схема классификации низших растений:
- Отдел Бактерии
- Отдел Сине-зеленые водоросли
- Отдел Эвгленовые водоросли
- Отдел Зеленые водоросли
- Отдел Харовые водоросли
- Отдел Пирофитовые водоросли
- Отдел Золотистые водоросли
- Отдел Желто-зеленые водоросли
- Отдел Диатомовые водоросли
- Отдел Бурые водоросли
- Отдел Красные водоросли
- Отдел Слизевики
- Отдел Грибы
- Отдел Лишайники
1.1 Отдел бактерии
К этому отделу относятся микроорганизмы, объединяемые вместе с сине-зелеными водорослями в группу прокариотов. Прокариоты (бактерии и сине-зеленые водоросли) отличаются от эукариото в строением клетки, лишенной типичного ядра, окруженного ядерной мембраной. Аналогом ядра у бактерий является нуклеоид — ДНК-содержащая плазма, не отграниченная от цитоплазмы мембраной. У прокариотов отсутствуют также митохондрии и пластиды, что свидетельствует, вероятно, о сохранении ими древнего строения клетки.
Большой отдел бактерий делится в настоящее время на
4 класса, из которых наиболее обширным
и важным является класс
истинные бактерии. Большое практическое
значение приобрели в последние годы
также актиномицеты— представители второго
класса — в связи с их способностью продуцировать
антибиотики и другие полезные для человека
биологические вещества.
К типичным бактериям относятся микроскопические организмы, как правило одноклеточные. Некоторые из них отличаются такими малыми размерами, что увидеть их можно только с помощью электронного микроскопа.
Клетки бактерий отличаются друг от друга по форме или по характерному объединению их в колонии. В зависимости от формы клеток бактерии носят разные названия. Так, одиночные шаровидные формы называют кокками, прямые палочковидные — бациллами, имеющие форму запятой — вибрионами, спирально изогнутые — спириллами.
Кокки, располагающиеся попарно, цепочкой или собранные в гроздь, называют соответственно диплококками, стрептококками и стафилококками.
Среди бактерий имеются
подвижные и неподвижные формы.
Подвижные передвигаются
Жгутиков может быть от 1 до 50, расположение их бывает различным. Бактерии покрыты плотной клеточной оболочкой, благодаря которой форма клеток остается постоянной и не изменяется при движении. В состав клеточной оболочки бактерий входит особое гетерополимерное вещество, неизвестное для других растений и животных. Целлюлоза и хитин отсутствуют.
Протопласт бактериальной клетки содержит цитоплазму, нуклеоид — ядерное вещество, образованное скоплениями нуклеопротеидов, — продукты запаса — гликоген, жиры, волютин.
Размножение у бактерий происходит обычно делением клеток. У некоторых бактерий внутри клеток образуются споры, способные переносить неблагоприятные условия и прорастать с образованием новых вегетативных клеток бактерий. Для отдельных форм описан половой процесс, напоминающий конъюгацию, при котором происходит передача генетического материала из одной клетки в другую при их непосредственном контакте.
Большинство бактерий бесцветны, но есть формы, окрашенные в зеленый цвет и в красный. Зеленые и пурпурные бактерии способны к фотосинтезу, их называют фототрофными или фотосинтезирующими бактериями. Это наиболее древние фотосинтезирующие организмы, с несколько иным составом хлорофиллов и других пигментов, чем у остальных зеленых растений. Бактериальный фотосинтез, в отличие от фотосинтеза других растений, осуществляется без выделения кислорода.
По способу питания большинство бактерий гетеротрофы. К автотрофным формам относятся окрашенные фототрофные бактерии, а также бактерии, способные к хемосинтезу. Хемосинтезирующие бактерии образуют органическое вещество за счет энергии окисления, без участия света. К таковым относятся серные, нитрифицирующие бактерии, железобактерии.
Гетеротрофные формы бактерий могут быть сапрофитами и паразитами. Процессы брожения, гниения вызываются сапрофитными формами. К ним же относятся азотфиксирующие бактерии, способные связывать свободный азот атмосферы и свободноживущие азотфиксирующие микроорганизмы.
Патогенные бактерии являются причиной таких тяжелейших заболеваний, как холера, чума, туберкулез. Бактерии вызывают различные заболевания сельскохозяйственных животных. У культурных растений фитопатогенные бактерии вызывают ряд заболеваний, называемых в общей форме бактериозами.
Велика и положительна роль бактерий в хозяйственной деятельности человека. С помощью культур молочнокислых бактерий получают сметану, простоквашу, кефир и другие молочнокислые продукты. Те же бактерии способствуют консервированию продуктов при солке, мочении, силосовании. Заводское производство молочной, масляной кислот, ацетона, бутилового спирта и многих других продуктов связано с использованием бактерий.
Бактерии играют огромную роль в круговороте веществ в природе, в поддержании плодородия почвы.
Распространены бактерии чрезвычайно широко. Они обнаруживаются всюду — в воздухе, в почве, в воде, в снегах полярных областей, в горячих источниках с температурой около 80 °С. Они переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 80—90 °С. Споры бактерий выдерживают даже высушивание. Строение их свидетельствует о том, что это древнейшие организмы Земли. Филогенетические связи их с другими растительными организмами не ясны.
Актиномицеты имеют признаки грибов и бактерий. Клетки актиномицетов способны к ветвлению и образуют тонкие (0,3—1,5 мкм) ветвящиеся нити (гифы). Совокупность гиф называется, как и у грибов, 'мицелием. Лишь немногие актиномицеты представлены палочковидными и коккоидными клетками. Большинство актиномицетов, в отличие от истинных бактерий, имеют хорошо выраженный ветвящийся септированный или несептированный мицелий. Ветвящиеся гифы мицелия часто расходятся лучеобразно, с чем связано название актиномицетов — лучистые грибки. Размножаются актиномицеты кусочками мицелия или спорами. Актиномицеты чрезвычайно широко распространены в природе. Они живут в воздухе, в воде, особенно часто в почве. Это преимущественно сапрофиты, но среди них есть и паразиты, вызывающие у человека и домашних животных особые заболевания — актиномикозы.
2. Водоросли
2.1 Основные положения
Водоросли объединяют большую группу низших растений, характеризующихся обязательным наличием хлорофилла, а также других пигментов, способных вследствие этого к фотосинтезу и живущих преимущественно в воде.
Вегетативное тело водорослей может иметь различную организацию. Различают несколько ступеней морфологической дифференциации таллома, отражающих основные этапы эволюции морфологической структуры. Простейшая организация у водорослей представлена амебоидной структурой.
Это одноклеточные организмы, лишенные твердой клеточной оболочки и способные передвигаться, как амебы, выпуская псевдоподии разной формы. Амебоидную структуру имеют немногие водоросли, например отдельные представители пи-рофитовых, золотистых и желто-зеленых водорослей.
Монадная структура характерна для одноклеточных или колониальных организмов, но всегда снабженных жгутиками и подвижных в вегетативном состоянии. Креме того, у водорослей с более сложной организацией структуры талломов монадная структура сохраняется у клеток, служащих половому (гаметы) или бесполому (зооспоры) размножению. Коккоидная структура характеризуется неподвижными клетками, одиночными или объединенными в колонии. Пальмеллоидная структура представляет собой соединение нескольких неподвижных клеток, погруженных в общую слизь.
Эта структура чаще всего бывает временной при переживании в неблагоприятных условий. Нитчатая структура образована клетками, соединенными в нити, простые или разветвленные. Разно-нитчатая, или гетеротрихальная, структура является усложненной нитчатой структурой, состоящей из нитей горизонтальных, стелющихся по субстрату, и отходящих от них вертикальных нитей. Пластинчатая структура представлена пластинчатыми талломами, одно-, дву- или многослойными. При делении клеток во многих направлениях могут возникать паренхим атиче-с к и е структуры. Сифональная, или неклеточная, структура характеризуется отсутствием клеточных перегородок в талломе водоросли при наличии большого числа ядер. Водоросли,имеющие сифональную структуру, встречаются в отделах желто-зеленых и зеленых водорослей.
Большинство сифоновых водорослей — это морские организмы, имеющие нередко довольно большие размеры и сложное внешнее расчленение, подобно делению на стебли, листья и корни. Пресноводные водоросли сифональной структуры имеют вид слабоветвящихся нитей или шаровидных телец размерами от 1 мм до нескольких сантиметров. Харофитная структура свойственна только харовым водорослям, обитающим в пресных водоемах. Она представлена крупными многоклеточными слоевищами, состоящими из центральной осевой нити—главного «побега» и сидящих мутовками боковых «побегов».
Клетки водорослей одеты клеточной оболочкой, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ. У многих водорослей в оболочках присутствуют другие компоненты, как углекислая известь, железо, альгиновая кислота и др. Клеточные оболочки водорослей могут ослизняться. Монадные клетки примитивных водорослей, а также зооспоры и гаметы, могут не иметь обособленной клеточной оболочки; функцию ее у таких клеток выполняет самый наружный слой цитоплазмы — цитоплазматическая мембрана — плазмалемма. Цитоплазма может занимать всю клетку водорослей или располагаться постенно. Ядер в клетке может быть много или одно. У сине-зеленых водорослей в клетках отсутствуют обособленные ядра, отделенные от цитоплазмы оболочкой. Эквивалентом у них является ядерное вещество — нуклеоид, располагающийся в центральной части протопласта.
Пластиды водорослей называют хроматофорами, а в последнее время — хлоропластами, как у высших растений. Они отличаются от пластид высших растений огромным разнообразием по форме, числу, месторасположению в клетке, а также набором пигментов. Хроматофоры водорослей могут быть чашевидными, звездчатыми, лентовидными, зернистыми и т. д. Форма хроматофоров у зеленых водорослей нередко служит систематическим признаком рода или порядка, тогда как зеленые пластиды высших растений — хлоропласта — имеют постоянную форму. Вместе с тем субмикроскопическое строение хроматофоров водорослей довольно однообразно и сходно со строением хлоропластов высших растений.
В матрикс хроматофора погружены пластинчатые структуры, напоминающие уплощенные мешочки, которые называют тилакоидами или дисками. В тилакоидах сосредоточены фотосинтезирующие пигменты. Тилакоиды водорослей могут быть одиночными или собираться в пачки, но при этом они не образуют правильных стопок — гран, как это характерно для высших растении.
В состав хроматофоров у водорослей могут входить следующие пигменты: хлорофилл а, b, с, d, e, каротин, ксантофилл, бурый пигмент — фукоксантин, синий — фикоцианин и красный — фикоэритрин. Отделы водорослей отличаются друг от друга разным набором пигментов.
В хроматофорах водорослей присутствуют пиреноиды; обычно они погружены в хроматофоры или, реже, располагаются на них (например, у красных, некоторых родов бурых водорослей и др.). Это особые тельца белковой природы. Число пиреноидов в клетках может быть различным (один, два или много). У большинства водорослей вокруг пиреноидов откладывается крахмал, у других — воднорастворимый полисахарид ламинарии, у красных водорослей — багрянковый крахмал, есть и другие исключения. Веществами запаса, кроме крахмала, у водорослей служат так/лс масло, волютин, гликоген. Пиреноиды — это специфические образования водорослей, у высших растений они, как правило, отсутствуют.
Помимо перечисленных органоидов, у монадных клеток водорослей присутствуют также красный глазок — стигма, и пульсирующие вакуоли.
Вследствие наличия
пигментов основным способом питания водорослей
является автотрофный способ питания
с помощью фотосинтеза. Однако многие
водоросли обладают способностью ассимилировать
готовые органические соединения и осуществлять
гетеротрофный
способ питания. Наконец, некоторые водоросли
сочетают оба названных способа, питаясь
миксотрофно, или смешанно. Таковыми, например,
являются многие сине-зеленые водоросли,
хлорококковые из
отдела зеленых водорослей и др.
Размножение у водорослей существует вегетативное,
половое и
бесполое. Вегетативное размножение происходит
делением клеток,
распадом нитей или колоний, фрагментацией
талломов. Реже про
исходит специализированное вегетативное
размножение.
Бесполое размножение
осуществляется подвижными зооспорами или неподвижными
аплано- или автоспорами (хлорелла), тетра-
или моноспорами
(красные водоросли). Зооспоры разных групп
водорослей могут отличаться числом и
характером жгутиков, а также способом
их
прикрепления к клетке. Зооспора после
непродолжительного
движения сбрасывает жгутики, одевается
оболочкой и прорастает в
новую водоросль.
Половой процесс у водорослей состоит в слиянии двух специализированных половых клеток, называемых гаметами. Гаметы всегда гаплоидны, после их слияния образуется новая диплоидная клетка, называемая зиготой. Зигота прорастает в новую взрослую особь. Прорастание зиготы может происходить с редукционным делением, как у большинства зеленых водорослей, или без него, как у большинства бурых водорослей, когда из зиготы развивается диплоидная особь.
У водорослей различают разные формы полового процесса. Если сливающиеся гаметы обе подвижны и одинаковы по величине, происходит изогамия. Копуляцию крупной подвижной гаметы и такой же подвижной маленькой называют гетерогамией. Оогамией называют такой половой процесс, при котором крупная неподвижная женская гамета — яйцеклетка — оплодотворяется маленькой подвижной мужской — сперматозоидом. У примитивных водорослей монадной структуры при половом размножении могут копулировать не гаметы, а две взрослые особи. Такой тип полового процесса называют хологамией. Наконец, существует так называемая конъюгация у водорослей. При этой форме полового процесса сливаются протопласты вегетативных клеток, соединенных поперечными выростами.
При половом размножении могут сливаться гаметы, образовавшиеся на разных особях (гетероталлизм) либо развившиеся на одном и том же талломе (гомоталлизм).
В жизненном цикле ряда водорослей может происходить чередование поколений. В этом случае в цикле развития водоросли существуют две формы: гаплоидное растение — гаметофит и диплоидное — спорофит. Спорофит представляет собой бесполое поколение, на котором в особых клетках (зооспорангиях) происходит редукционное деление и вслед за этим образуются зооспоры. Гаплоидные зооспоры прорастают в гаплоидные растения — гаметофиты. Гаметофит является половым поколением, на нем образуются гаметы, после копуляции которых развивается зигота. Зигота без редукционного деления прорастает в диплоидный спорофит.
Растение-гаметофит и растение-
Подавляющее большинство водорослей, как уже указывалось, обитает в воде. Мелкие, преимущественно микроскопические, водоросли, свободноплавающие в толще воды, образуют фитопланктон пресных и морских водоемов. Планктонный образ жизни ведут все водоросли, обладающие в вегетативном состоянии жгутиками (воль-воксовые), многие представители диатомовых, сине-зеленых и зеленых водорослей.
Водоросли, растущие на дне или эпифитно на других водных растениях, входят в состав бентоса. Фитобентос морей и океанов состоит в основном из бурых и красных водороспей. Бентосными морскими формами могут быть также сифоновые, ульвовые; бентосными пресноводными — диатомовые и разнообразные зеленые водоросли (ушприксовые, конъюгаты, харовые и др.).
Водоросли живут не только в водоемах. Обширную эколо-гическую группировку составляют наземные, или воздушные, водоросли. Они образуют налеты на сырой земле, на коре деревьев, на поверхности влажных скал и камней. Большинство из них относится к сине-зеленым и зеленым водорослям. Водоросли могут жить в толще почвы (почвенные водоросли), развиваться в водах горячих источников, в сильно засоленных водоемах, могут поселяться на поверхности снега или льда. Водоросли — одни из древнейших организмов, населяющих нашу планету, приспособленные к жизни в самых разнообразных внешних условиях.
Повсеместное распространение водорослей определяет огромное значение этих растений в природе и жизни человека. В водоемах, особенно морских, они являются основными созидателями органического вещества. В процессе фотосинтеза они выделяют свободный кислород, необходимый для дыхания водных организмов, как животных, так и растительных, Велика их роль в биологическом круговороте веществ в природе, в создании и накоплении органического вещества (биомассы) на Земле.
Фактическое значение водорослей связано с использованием их в качестве сырья для ряда отраслей промышленности. Они служат непосредственно и как продукт питания. Из морских водорослей в результате промышленной переработки получают различные органические соединения и минеральные вещества. В последние годы широко развивается искусственное культивирование водорослей (например, хлореллы) в производственных целях. Водоросли сыграли огромную роль в истории Земли. Древние водоросли способствовали обогащению атмосферы кислородом, что повлияло на развитие животного и растительного мира нашей планеты. Они участвовали в образовании горных пород, явились родоначальниками растений, заселивших сушу. Водоросли подразделяются на 10 отделов, отличающихся друг от друга характером окраски и рядом перечисленных выше признаков.
2.2 Отдел сине-зеленые водоросли
Сине-зеленые водоросли вместе с отделом бактерий относят к группе прокариотов, т. е. организмов, лишенных типичного ядра. Это древнейшая группа растительных организмов, следы существования которых находят в отложениях протерозойской эры (2,5 млрд. лет назад). Водоросли этой группы могут иметь сине-зеленую окраску, темно-синюю, иногда почти черную, а также красноватую и оливково-желтую. Такое разнообразие тонов связано с набором пигментов, из которых у сине-зеленых водорослей обязательно присутствуют хлорофилл а, каротиноиды, синий пигмент фикоцианин и красный фикоэритрин. Талломы одноклеточные, нитчатые или колониальные. Распространены сине-зеленые водоросли по всему земному шару и имеют чрезвычайно широкую экологическую амплитуду. Так, они являются обитателями пресных и морских водоемов, могут жить в почве на глубине до 1 м и в горячих источниках. Например, в гейзерах Камчатки обнаружено 28 видов сине-зеленых водорослей. Некоторые виды встречаются в снегах и льдах Арктики и Антарктиды, а также в пустынях.
Характерной особенностью этой группы растений является строение их клетки. Протопласт клетки не имеет оформленного ядра, нет хроштофоров и митохондрий, отсутствуют вакуоли с клеточным соком. В цитоплазме клетки различимы две зоны: периферическая окрашенная, называемая хроматоплазмой, и центральная бесцветная — центроплазма. Электронно-микроскопическое изучение клеток сине-зеленых показало, что в хроматоплазме находятся фотосинтетические мембраны, или тилакоиды, которые являются носителями пигментов и характерны для хроматофоров водорослей объединяемые в класс хроококковых, размножаются делением клеток пополам. Примерами могут служить хроококк или колонии глеокапсы и микроцистиса. Это микроскопические водоросли, распространенные в воде и на суше. У глеокапсы дочерние клетки после деления вырабатывают свои слизистые обертки, но при этом остаются связанными под общей слизистой оболочкой колонии. Микроцистис, вызывающий нередко «цветение» воды в стоячих водоемах, представляет собой комочки слизи с погруженными в нее шаровидными клетками.
Ко второму классу — хамесифоновых — относятся нитевидные, ложнопаренхимные и колониальные водоросли. Представители этого класса размножаются эндоспорами, образующимися в материнских клетках в больших количествах, или экзоспорами. Живут хамесифоновые почти все прикрепленно, как эпифиты, на камнях, раковинах, растениях, предпочитая чистые реки и горные ручьи. Некоторые виды обитают в морях.
Большинство нитчатых сине-зеленых водорослей относится к классу гормогониевых. Размножение гормогониями, реже спорами. Гормогониями называют короткие участки, отделившиеся от материнской нити, которые после некоторого периода движения" вырастают во взрослые особи. К этому классу относятся осциллятория, лингбия, анабена. Осциллятория образует сине-зеленые пленки или слизистые налеты на влажной земле, на подводных камнях или плавает на поверхности стоячих водоемов в виде слизистых лепешек. Однорядные нити ее, составленные из одинаковых, вытянутых
поперечно клеток, обладают .характерным поступательным движением, сопровождающимся одновременным качанием кончика нити. Лингбия сходна с осцилляторией, но отличается от нее плотным трубчатым влагалищем.
Анабена имеет свободноплавающие
нити с шаровидными или
Сине-зеленые водоросли имеют определенное хозяйственное значение. Некоторые виды с высоким содержанием протеинов используются в пищу населением Африки и Японии. Азотфиксирующие виды используются для повышения плодородия почв на рисовых полях. Виды, выделяющие токсины, имеют отрицательное значение, так как могут быть токсичными для животных. Летом, развиваясь в планктоне пресных водоемов, сине-зеленые водоросли делают воду непригодной для питья. Иногда их массовое развитие служит причиной так называемого замора рыбы. Многие донные формы служат показателями степени загрязненности воды при ее биологическом анализе.
Сине-зеленые водоросли
обитают преимущественно в
2.3 Отдел зеленые водоросли
Водоросли этого большого отдела имеют, как правило, зеленую окраску Хроматофоры их содержат в качестве пигментов хлорофиллы а и b. Это самый обширный отдел водорослей, насчитывающий 13 000—20 000 видов.
В этой группе представлено все разнообразие структур морфологической дифференцировки талломов, известных для водорослей: монадная, пальмеллоидная, коккоидная, нитчатая, пластинчатая, сифональная. Клетки зеленых водорослей могут быть одноядерными или многоядерными, хроматофоры имеют самую различную форму.
Размножение вегетативное, бесполое и половое. Бесполое размножение происходит посредством дву- или четырехжгутиковых зооспор, либо апланоспорами. Формы полового процесса разнообразны: хологамия, изогамия, гетерогамия, оогамия и конъюгация. Зигота, как правило, прорастает после редукционного деления, поэтому большинство зеленых водорослей в вегетативном состоянии гаплоидны. Диплоидна только зигота. В отдельных случаях встречается чередование поколений.
Зеленые водоросли обитают чаще в пресных водоемах, реже в морских. Некоторые группы перешли к наземному образу жизни и встречаются на почве, скалах, сырой древесине, коре деревьев. Классифицируют зеленые водоросли по-разному, выделяя 3, 5 или 2 класса.
К зеленым водорослям относятся следующие классы:
1. Класс собственно зеленые водоросли:
1. Порядок Вольвоксовые;
2. Порядок Хлорококковые;
3. Порядок Улотриксовые;
4. Порядок Кладофоровые;
2. Класс коньюганты (сцеплянки):

- Н.И. Кареев: основные области социалогического творчества
- Николай 2 и Григорий Распутин
- Николай 2 личность в истории
- Николай 2, последний император
- Николай II
- Николай II и его окружение
- Николай II: исторический портрет
- Нидерланды в мировой экономике
- Нидерланды в мировой экономике»
- Нидерланды и Германия. Сравнительный анализ
- Нижегородская молодежная пресса: история, информационная политика
- Нижнегорская межрайонная ветеринарная лечебница
- Низкочастотный активный фильтр на операционном усилителе
- Низкочастотный генератор на основе микропроцессорного вычислительного устройства