Какое приспособление помогает водоросли осуществлять процесс питания какие условия необходимы

Обновлено: 07.07.2024

Говоря об особенностях строения водорослей, упоминают вещества, так или иначе связанных со строением.

К примеру, клеточная оболочка водорослей состоит из целлюлозных и пектиновых веществ. Строение водоросли невозможно без таких важных компонентов как железо, углекислая известь, альгиновая кислота и др. Нередко клеточные оболочки покрываются слизью. Но не у всех водорослей есть обособленная клеточная оболочка. У отдельных примитивных водорослей, монадных клеток, гамет и зооспор ее нет.

Цитоплазма полностью заполняет клетку водоросли и располагается в ней послойно.

Что касается ядра, то оно может быть одно или вообще отсутствовать — это наблюдается у сине-зеленых водорослей, у которых вместо ядра нуклеотид. А бывает и так, что ядер несколько.

Пластиды водорослей — хроматофоры. Пластиды водорослей отличаются от высших растений по многим признакам: многообразию форм, количеству, пигментации, а иногда и по месторасположению. Хроматофоры — систематический признак рода или порядка водорослей. В матриксе хроматофора есть тилакоиды, которые отличаются способностью к фотосинтезу.

В пигментах содержится хлорофил a, b, c, d, e, каротин, фикоцианин, ксантофилл, фикоэритрин, фукоксантин. Разнообразные пигментные наборы дают возможность систематизировать водоросли по отделам.

Периноиды, содержащиеся в хроматофорах, представляют собой запас питательных веществ для водорослей. К таким питательным веществам относятся крахмал, гликоген, масла, валютин.

У монадных клеток есть стигма (красный глазок) и пульсирующие вакуоли.

После строения клетки водоросли поговорим о процессах, связанных с жизнедеятельностью водорослей.

Процессы жизнедеятельности водорослей

Особенности питания

Для большинства водорослей характерен автотрофный способ питания — за счет пигментов и осуществления фотосинтеза.

Однако некоторые водоросли отличаются гетеротрофным и смешанным (миксотрофно) способами питания.

Последний вариант питания характерен для сине-зеленых водорослей, а также хлорококковых, включенных в отдел зеленые водоросли.

Особенности размножения

У водорослей есть несколько вариантов размножения:

Вегетативный способ.
Половой способ.
Бесполый способ.

При этом вегетативный вариант может происходить по-разному:

делением клеток;
распадом нитей;
распадом колоний;
фрагментацией талломов.

В случае бесполого размножения, на первый план выходит зооспора. Она отбрасывает жгутик, затем надевает оболочку и развивается уже в новую особь.

При половом процессе гаплоидные гаметы водорослей сливаются и образуют диплоидную зиготу. Из этой зиготы через некоторое время вырастает новая особь.

Различают несколько форм полового процесса:

изогамия. Когда сливаются две одинаковые по размерам и подвижные гаметы;
оогамия. Когда сливаются женская большая и неподвижная гаметы с мужской маленькой и подвижной;
гетерогамия. Когда сливаются две подвижные и разные по размерам гаметы;
хологамия. Когда сливаются две взрослые особи;
конъюгация. Когда сливаются протопласты вегетативных клеток;
гетероталлизм. Когда сливаются гаметы разных особей;
гомоталлизм. Когда сливаются гаметы с одного таллома.

Деление особей водорослей осуществляется на спорофитов и гаметофитов. Многие водоросли за свой жизненный цикл могут сменять поколения — спорофита и гаметофита. Так происходит у красных, бурых и отдельных зеленых водорослей.

Спорофит — бесполое поколение, которое отличается репродукционным делением с образованием спор в зооспорангиях.

Гаметофит — половое поколение, которое отличается образованием гамет и последующим развитием из них зиготы.

Гаплоидные зооспоры прорастают в гаметофит, который образует зиготу без редукционного деления и сам прорастает в спорофит.

При одинаковом спорофите и гаметофите говорят об изоморфной смене поколения. При разном спорофите речь идет о гетероморфной смене поколения.

Как водоросли распространяются в природе

Водоросли — древнейшие организмы нашей планеты, приспособившиеся к жизни в разнообразных условиях.

Водоросли можно найти в морях, соленых и пресных водоемах, снегах, лужах, льдах, на земле, в почве и даже воздухе (если в нем есть влага).

Некоторые водоросли могут сожительствовать с грибами (симбиоз). Они образуют лишайники, покрывающие камни, почву и различные строительные сооружения.

В зависимости от условий обитания, водоросли делятся на тех, что живут в воде, и на тех, что живут вне воды.

Водные водоросли — это:

планктон. Он находится во взвешенном состоянии;
бентос. Его можно найти на дне водоемов;
перифитон. Такие водоросли на предметах, находящихся под водой, а также скалах;
нейстон. Водоросли, живущие на границе водной и воздушной сред.

Водоросли, живущие вне воды:

аэрофиты. Их еще называют наземными обрастаниями;
почвенные водоросли.

Это краткая информация о том, как устроены водоросли, как происходят процессы их жизнедеятельности и как водоросли распространяются на планете.

Клеточная оболочка водорослей состоит из пектиновых и целлюлозных веществ. Большинство водорослей состоят еще из таких компонентов как углекислая известь, железо, альгиновая кислота и пр. также, клеточные оболочки могут покрываться слизью. Обособленной клеточной оболочки лишены монадные клетки, зооспоры и гаметы, некоторых примитивных водорослей.

Цитоплазма занимает всю клетку водорослей и располагается на послойно.

Ядро одно или несколько, или вообще отсутствует, например у сине-зеленных водорослях. У них вместо ядра нуклеотид.

Пластиды водорослей называют хроматофорами. Отличие пластид водорослей от высших растений состоит в разнообразии форм, количества, пигментов, и даже месторасположения. Так хроматофоры являются систематическим признаком рода или порядка водорослей. Тилакоиды, содержащиеся в матриксе хроматофора способны к фотосинтезу.

Пигменты содержат хлорофилл а, b, с, d, e, каротин, ксантофилл, фукоксантин, фикоцианин и фикоэритрин. Разнообразие наборов пигмента позволяет систематизировать водоросли по отделам.

Периноиды хроматофоров служат запасом питательных веществ водорослей. Например, крахмал, масла, гликоген, валютин. У монадных клеток содержится стигма и пульсирующие вакуоли. Стигма – красный глазок.

Процессы жизнедеятельности водорослей

Питание

Наличие пигментов осуществляет для водорослей автотрофный тип питания, благодаря фотосинтезу. Многие водоросли имеют гетеротрофный способ питания. И некоторые из них питаются смешано – миксотрофно. Например, миксотрофно питаются сине-зеленые водоросли, хлорококковые из отдела зеленые водоросли.

Размножение

Водоросли способны размножаться вегетативно, половым и бесполым путем. При вегетативном размножении наблюдаются несколько способов:

Деление клеток
Распад нитей
Распад колоний
Фрагментация талломов.

Зооспоры выполняют свою функцию при бесполом размножении особи водоросли. Зооспора, отбрасывая жгутик, надевает оболочку и развивается в новую особь. Гаплоидные гаметы водорослей при половом процессе сливают, образуя диплоидную зиготу. В скором времени из зиготы прорастает новая особь.

Готовые работы на аналогичную тему

Изогамия. Слияние двух подвижных и одинаковых по величине гаметы;

Гетерогамия. Слияние двух подвижных и разных по величине гамет;

Оогамия. Слияние женской крупной неподвижной гаметы с маленькой мужской подвижной гаметой;

Хологамия. Слияние двух взрослых особей.

Конъюгация. Слияние протопластов вегетативных клеток.

Гетероталлизм – слияние гамет разных особей, при половом процессе.

Гомоталлизм – слияние гамет, образованных на одном талломе, при половом процессе.

Особи водорослей делятся на спорофиты и гаметофиты. Так у многих водорослей наблюдается в жизненном цикле смена поколений – спорофита и гаметофита. Такая особенность характерна для красных, бурых и некоторых зеленых водорослях.

Спорофит – бесполое поколение, при котором в зооспорангиях идет репродукционное деление с образованием спор.

Гаметофит – половое поколение, где образуются гаметы, из которых развивается зигота.

Гаплоидные зооспоры прорастают в гаметофит. А гаметофит, образуя зиготу без редукционного деления, прорастает в спорофит. Если гаметофит и спорофит одинаковы то смену поколения называют изоморфной, если разные – гетероморфной.

Распространение водорослей в природе

По условиям мест обитания водоросли делятся на две группы: живущие в воде и живущие вне воды.

Классификация водных водорослей

Планктон. Находится во взвешенном состоянии;
Бентос. Находятся на дне водоема;
Перифитон. Растут на скалах и подводных предметах;
Нейстон. Плавают на границы раздела вода –воздух.

Классификация вневодных водорослей

Аэрофитом. Наземные обрастания.
Почвенные.

Водоросли – одни из древнейших организмов, которые населяют нашу планету, приспособились к жизни в самых разнообразных внешних условиях.

Водоросли обитаю в морях, соленных и пресных водоемах, лужах, снегах, льдах, в воздухе при наличии в нем влаги, на земле и в почве. Водоросли способны к симбиозу с грибами, образую лишайники, которые покрывают слоем камни, сооружения строительные, почву.

Наличие зеленых, бурых и красных водорослей связано с их приспособлением к фотосинтезу. Так как вода плотная среда, не весь солнечный спектр может проникнуть в водоем и разные светопоглощающие пигменты могут улавливать только световые волны определенной длины.Зеленые и бурые водоросли улавливают длинноволновые (красный, оранжевый, желтый), а красные водоросли- зеленый, голубой, синий, фиолетовый спектры, проникающие на большую глубину.

Водоросли — низшие растения, населяющие преимущественно водную среду — текучие, стоячие, морские соленые и пресные водоемы. Водоросли могут жить и на суше в пленке воды. В основном это почвенные водоросли и водоросли, обитающие на других растениях.

Нет настоящих тканей, вегетативных органов. Автотрофы. Запасные вещества – крахмал, масла.

В клетках есть все органеллы, типичные для растительной клетки, но носители пигментов – не пластиды, а хроматофоры (в которых есть, кроме хлорофилла, пигменты синего, красного, бурого, желтого цвета, которые дополняют оранжево-красные участки солнечных лучей, не проходящих через толщу воды, что позволяет водорослям обитать на больших глубинах).

1) Одна клетка (хлорелла, хламидомонада);

2) Колония клеток (вольвокс).

Слоевище (тело, не разделенное на органы и ткани) – неклеточное (каулерпа, вошерия), нитчатое (спирогира, улотрикс), сложнорасчлененное (ламинария).

Зеленые водоросли:

Бурые водоросли:

Размножение водорослей:

При благоприятных условиях хламидомонада размножается бесполым способом . Перед делением она перестаёт двигаться и теряет жгутики. В материнской клетке в результате деления образуются 2, 4 или 8подвижных клеток — зооспор . Зооспоры покидают материнскую клетку и вырастают до размеров взрослой хламидомонады.

Половым путём хламидомонада размножается при наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма). В этом случае внутри хламидомонады возникают половые клетки — гаметы . Гаметы разных хламидомонад выходят в воду и соединяются попарно, образуя зиготу , которая покрывается толстой оболочкой. С наступлением благоприятных условий зигота делится, образуя четыре клетки — молодые хламидомонады.

Приспособленность водорослей к водной среде:

Ароморфозы водорослей:

Задания:

1. Какие растения относят к водорослям?

3) папоротник мужской

2. Известно, что нитчатая водоросль спирогира является низшим растением, половое размножение которой осуществляется конъюгацией, а бесполое — фрагментацией. Выберите из приведённого ниже текста три утверждения, относящихся к описанию перечисленных выше признаков спирогиры.

(1)Длинные неразветвлённые нити спирогиры, образующие тину ярко-зелёного цвета, не прикрепляются к субстрату и свободно плавают в воде. (2)Таллом спирогиры состоит из одинаковых неспециализированных клеток, тканей и органов нет. (3)Каждая клетка нити покрыта двухслойной оболочкой, окружённой слизистым чехлом — приспособлением для обитания в водной среде. (4)Две нити водоросли сближаются, формируют общий канал, по которому протопласт из одной клетки перемещается в другую и сливается с ней, образуя зиготу. (5)После формирования толстой оболочки зигота трансформируется в зигоспору, способную переживать неблагопри- ятные условия внешней среды, в частности в зимний период. (6)При благоприятных условиях среды происходит случайный разрыв нитей старой водоросли с образованием многочисленных молодых нитей спирогиры.

3. Используя рисунок процесса полового размножения хламидомонады, объясните, в чем сущность полового размножения и каково его отличие от бесполого. В результате какого процесса образуются гаметы, в чем их особенность? Какой цифрой на рисунке обозначена зигота? Чем она отличается от гамет?

4 . В чём заключается выгода отношений между водорослью зоохлореллой и амёбой, в которой поселяется водоросль?

Ответы на задания будут 24.01. в 21.00 по Москве.

С условиями участия в марафоне можно ознакомиться здесь .

Водоросли — это многоклеточные, преимущественно водные, эукариотические фотосинтезирующие организмы, которые не имеют тканей или тело которых не дифференцировано на вегетативные органы (т.е. относящиеся к подцарству низших растений).

❖ Систематические отделы водорослей (различаются по струк туре таллома, набору фотосинтезирующих пигментов и запасных питательных веществ, особенностям размножения и циклов развития, местообитанию и т. п.):
■ Золотистые;
■ Зеленые (примеры: спирогира, улотрикс);
■ Красные (примеры: порфира, филлофора);
■ Бурые (примеры: лессония, фукус);
■ Харовые (примеры: хара, нителла);
■ Диатомовые (пример: ликмофора) и др.
Количество видов водорослей — более 40 тыс.

❖ Среда обитания водорослей: пресные и соленые водоемы, влажная почва, кора деревьев, горячие источники, ледники и т.д.

❖ Экологические группы водорослей: планктонные, бентосные (подробно), наземные, почвенные и др.

Планктонные формы представлены зелеными, золотистыми и желто-зелеными водорослями, имеющими специальные приспособления для облегчения переноса водой: уменьшающие плотность организмов (газовые вакуоли, включения липидов, студенистую консистенцию) и увеличивающие их поверхность (разветвленные выросты, приплюснутую или вытянутую форму тела и др.).

Бентосные формы обитают на дне водоемов или обволакивают находящиеся в воде предметы; к субстрату прикрепляются ризоидами, базальными дисками и присосками. В морях и океанах они представлены преимущественно бурыми и красными водорослями, а в пресных водоемах — всеми отделами водорослей, кроме Бурых. Бентосные водоросли содержат крупные хло-ропласты с высоким содержанием хлорофилла.

Наземные, или воздушные, водоросли (это обычно Зеленые или Желто-зеленые водоросли) образуют налеты и пленки различного цвета на коре деревьев, влажных камнях и скалах, заборах, крышах домов, на поверхности снега и льда и т.п. При недостатке влаги наземные водоросли пропитываются органическими и неорганическими веществами.

Почвенные водоросли (в основном Желто-зеленые, Золотистые и Диатомовые) живут в толще почвенного слоя на глубине до 1-2 м.

Особенности строения водорослей

У некоторых водорослей имеются специальные воздушные пузыри, которые удерживают слоевище у поверхности воды, где есть возможность максимального улавливания света для фотосинтеза.

Таллом многих водорослей выделяет слизь, которая заполняет их внутренние полости и частично выводится наружу, помогая лучше удерживать воду в препятствуя обезвоживанию.

Клетки таллома водорослей не дифференцированы и имеют проницаемою клеточную оболочку, внутренний слой которой состоит из целлюлозы, а наружный — из пектиновых веществ и (у многих видов) ряда добавочных компонентов: извести, лигнина, кутина (задерживающего ультрафиолетовые лучи и предохраняющего клетки от излишней потери воды в период отлива) и др. Оболочка выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая при этом возможность роста. При дефиците влаги оболочки значительно утолщаются.

Цитоплазма клетки у большинства водорослей образует тонкий слой между большой центральной вакуолью и клеточной стенкой. В цитоплазме имеются органеллы: хроматофоры, эндоплазматический ретикулум, митохондрии, аппарат Гольджи, рибосомы, одно или несколько ядер.

Хроматофоры — это органеллы водорослей, содержащие фотосинтезирующие пигменты, рибосомы, ДНК, липидные гранулы и пиреноиды. В отличие от хлоропластов высших растений хроматофоры более разнообразны по форме (могут быть чашевидными, лентовидными, пластинчатыми, звездчатыми, дисковидными и др.), размерам, числу, строению, местоположению и набору фотосинтезирующих пигментов.

У мелководных (зеленых) водорослей фотосинтезирующими пигментами являются в основном хлорофиллы а и b, поглощающие красный и желтый свет. У бурых водорослей, обитающих на средних глубинах, куда проникает зеленый и синий свет, фотосинтезирующими пигментами являются хлорофиллы а и с, а также каротин и фукоксантин, имеющие бурый цвет. У красных водорослей, обитающих на глубинах до 270 м, фотосинтезирующими пигментами являются хлорофилл d (характерный только для этой группы растений) и имеющие красноватую окраску фикобилины — фикоэритрин, фикоцианин и аллофикоцианин, хорошо поглощающие синие и фиолетовые лучи.

Пиреноиды — особые включения, входящие в состав матрикса хроматофор и являющиеся зоной синтеза и накопления запасных питательных веществ.

Запасные вещества водорослей: крахмал, гликоген, масла, полисахариды и др.

Размножение водорослей

Водоросли размножаются бесполым и половым путем.

❖ Органы размножения водорослей (одноклеточные):
■ спорангии (органы бесполого размножения);
■ гаметангии (органы полового размножения).

❖ Способы бесполого размножения водорослей: вегетативное (фрагментами таллома) или одноклеточными зооспорами.

❖ Формы полового процесса у водорослей:
■ изогамия — слияние одинаковых по строению и величине подвижных гамет,
■ гетерогамия — слияние подвижных гамет разных размеров (более крупную считают женской),
■ оогамия — слияние крупной неподвижной яйцеклетки со сперматозоидом,
■ конъюгация — слияние содержимого двух неспециализированных клеток.

Половой процесс завершается образованием диплоидной зиготы, из которой формируется новая особь или образуются подвижные жгутиковые зооспоры, служащие для расселения водоросли.

❖ Особенности размножения водорослей:
■ у некоторых видов водорослей каждая особь способна формировать (в зависимости от времени года или условий среды) и споры, и гаметы;
■ у отдельных видов водорослей функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи — спорофиты (они образуют споры) и гаметофиты (они формируют гаметы);
■ в цикле развития многих видов водорослей (красных, бурых, некоторых зеленых) наблюдается строгое чередование поколений — спорофита и гаметофита;
■ гаметы водорослей, как правило, обладают таксисами, определяющими направление их движения в зависимости от интенсивности света, температуры и т.п.;
■ безжгутиковые споры совершают амебоидное движение;
■ у морских водорослей выход спор или гамет совпадает с приливом; период покоя в развитии зиготы отсутствует (т.е. зигота начинает развиваться сразу же после оплодотворения, чтобы не быть унесенной в море).

Значение водорослей

Зеленые водоросли

❖ Спирогира

■ Местообитание: пресные стоячие и медленно текущие водоемы, где она образует тину ярко-зеленого цвета; распространена в Беларуси.

■ Форма тела: тонкая нитевидная; клетки расположены в один ряд.

■ Особенности строения клетки — цилиндрической формы с хорошо выраженной клеточной стенкой; покрыты пектиновой оболочкой и слизистым чехлом. Хроматофор лентовидный, спирально закрученный. Вакуоль занимает большую часть клетки. Ядро расположено в центре и соединяется тяжами с пристенной цитоплазмой; содержит гаплоидный набор хромосом.

■ Размножение: бесполое осуществляется путем разрыва нити на короткие участки; спорообразование отсутствует. Половой процесс — конъюгация. При этом две нити водорослей обычно располагаются параллельно друг другу и срастаются при помощи копуляционных выростов или мостиков. Затем оболочки клеток в местах соприкосновения нитей растворяются, образуя сквозной канал, через который содержимое одной из клеток перемещается в клетку другой нити и сливается с ее протопластом, образуя зиготу с плотной оболочкой. Зигота делится мей-озом; образуются 4 ядра, три из них погибают; из оставшейся клетки после периода покоя развивается взрослая особь.

❖ Улотрикс

■ Местообитание: пресные, реже морские и солоноватые водоемы, почва;

■ Жизненный цикл — сложный, с чередованием полового и бесполого поколений: многоклеточный гаметофит (половое поколение, формирующее гаметы) сменяется одноклеточным спорофитом (бесполым поколением, способным образовывать споры).

■ Форма тела гаметофита: нитевидная, неразветвленная; в водоемах формирует ярко-зеленые кустики высотой около 10 см.

■ Особенности строения гаметофита: клетки -цилиндрической формы, покрыты толстой целлюлозной оболочкой, расположены в один ряд. Нити таллома прикрепляются к субстрату бесцветной конической базальной клеткой, выполняющей функции ризоида. Все клетки, кроме базальной, способны делиться, обусловливая непрерывное нарастание таллома. Хроматофор имеет вид пластинки, образующей незамкнутый поясок или кольцо (цилиндр) вдоль клеточной стенки.

■ Строение спорофита: спорофит образован одной безжгутико-вой клеткой, которая представляет собой зиготу, окруженную плотной оболочкой и снабженную слизистой ножкой, которой спорофит прикрепляется к субстрату.

■ Размножение:
— бесполое — путем распада нити на короткие участки или путем образования жгутиковых зооспор (в одной клетке образуются 4 зооспоры);
половой процесс — изогамный; после оплодотворения зигота плавает, затем оседает на дно, теряет жгутики и образует спорофит. После периода покоя ядро спорофита делится, образуются зооспоры, которые затем прорастают.

Харовые водоросли

Харовые водоросли (или харофиты) — высокоорганизованная группа пресноводных водорослей длиной от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров, по внешнему виду похожих на высшие растения — хвощи.

Местообитание: чистые пресные водоемы с жесткой водой, насыщенной растворимыми солями кальция, на глубине 1-5 и более метров; образуют заросли на илистом или песчаном дне.

Размножение:
■ бесполое — клубеньками или участками таллома; споры не образуются;
■ половой процесс — оогамный.

Органы полового размножения — многоклеточные; мужские — антеридии (в которых развивается по несколько сотен двужгутиковых сперматозоидов) и женские — оогонии (в каждом из них образуется одна яйцеклетка). Сперматозоиды проникают к яйцеклетке через щель в оогонии. После оплодотворения развивается ооспора (зигота) с толстой оболочкой, которая прорастает после периода покоя.

Красные и бурые водоросли

Красные водоросли

■ Обитают в морях и океанах (иногда в пресных водоемах) на глубине более 200 метров.
■ Размеры таллома — от долей миллиметра до нескольких десятков сантиметров (большинство видов).
■ Форма таллома — нитчатая, кустистая, пластинчатая, корко- и коралловидная и др.
■ Цвет — от ярко-красного до голубовато-зеленого и желтого.
■ Структура таллома — нитчатая или пластинчатая.
■ Органы прикрепления — ризоиды, присоски, подошвы.
■ Хроматофоры пластинчатые, содержат хлорофиллы а и d и пигменты фикоэритрин (красный) и фикоцианин (синий).
■ Размножаются бесполым (спорами) и половым путем. В цикле развития большинства красных водорослей происходит чередование поколений — гаметофита и спорофита.

Читайте также: