Диатомовые водоросли егэ

Водоросли относятся к низшим растениям, наиболее примитивным: у них отсутствует разделение организма на стебель, корень и листья. Спешу заметить, что термин «низшие растения» — отжившее
понятие, использовавшееся в ботанике до второй половины XX века.

Современная биология не считает дифференциацию тканей определяющим различием, сейчас существенным считают фундаментальные
различия в строение клеток, обмене веществ. Тем не менее, во многих устаревших пособиях этот термин используется, и я обязан предупредить вас о нем.

Наука о водорослях называется альгология (от лат. alga — морская трава, водоросль и греч. λόγος — учение).

Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные, некоторые водоросли достигают в длину 100-200 метров. Способ питания водорослей автотрофный: они синтезируют органические вещества в процессе фотосинтеза. Солнечный свет, проходя через толщу воды,
рассеивается, что делает фотосинтез с увеличением глубины все труднее и труднее. Поэтому кроме хлорофилла они часто имеют и другие пигменты.

Клетки водорослей характеризуются наличием клеточной стенки (из целлюлозы и гликопротеинов — от греч. glykys сладкий (углеводы) + греч. prōtos — первый, важнейший (белок)) Органоиды располагаются в цитоплазме (син. — внеядерной протоплазме), где также располагается(-ются) один или несколько хроматофоров. Размножение происходит бесполым, вегетативным или половым путем.

Тело водорослей представлено слоевищем (син. — талломом) — недифференцированным скоплением клеток. С помощью ризоидов (от др.-греч. ῥίζα — корень и εἶδος — вид)
водоросли прикрепляются к субстрату (камням, коралловым полипам), функцию всасывания ризоиды не выполняют. У водорослей отсутствуют настоящие ткани, механических
тканей нет, так как таллом водоросли поддерживается (парит) в толще воды. Нет проводящих тканей: каждая клетка имеет доступ к воде напрямую, так что в клетку из окружающей воды поступает кислород, а в воду удаляется углекислый газ.

Хроматофор (от греч. chroma — цвет и phoros — несущий) — органелла в клетке водоросли, аналогичная хлоропласту и осуществляющая фотосинтез. Отличается от хлоропласта упрощенным
строением, меньшим размером и иным составом хлорофилла. Внешне отличаются между
собой по форме, хроматофор может быть: чашевидный, спиралевидный, в виде незамкнутых колец, цилиндрические, лентовидные, дисковидные. В хроматофорах находятся
пигменты, которые придают окраску растению.

Система вакуолей в клетках водорослей развита отлично, в подвижных клетках водорослей можно обнаружить пульсирующие (сократительные) вакуоли. Их основная функция — поддержание
постоянного осмотического давления внутри клетки. Вообразите: в глубине пресного водоема (не моря — в море концентрация солей выше) находится клетка водоросли, в которую постоянно поступает много воды. Если бы не было таких
сократительных вакуолей, то клетка просто лопнула бы, но их работа обеспечивает удаление избытка воды.

Также у многих подвижных водорослей в клетках присутствует светочувствительный глазок (стигма), что обуславливает их чувствительность к свету — фототаксис.
Подвижные водоросли стремятся занять как можно более освещенное место, чтобы активно шел процесс фотосинтеза.

Жизненный цикл водорослей

Жизненные циклы водорослей разнообразны, обусловлены рядом экологических факторов. Мы разберем жизненный цикл на примере зеленой водоросли ульвы (морского салата).

Для начала отметим, что в целом жизненный цикл водорослей представляет собой чередование двух фаз: гаплоидной (гаметофита) и диплоидной (спорофита). Гаплоидной фазой называется
фаза, при которой клеточные ядра содержат непарный (половинный) набор хромосом. К гаплоидной фазе всегда принадлежат гаметы: сперматозоиды, спермии (отличающиеся от сперматозоидов отсутствием
жгутика), яйцеклетки.

При слиянии двух гамет: яйцеклетки (n) и спермия (n) образуется зигота (2n) из которой развивается спорофит (2n), таким образом, в спорофите восстанавливается диплоидный набор хромосом. В зооспорангии на спорофите в результате мейоза образуются зооспоры (n), которые делятся митозом, порастают и образуют мужские и женские гаметофиты (n). Клетки гаметофитов делятся митозом, образуются гаметы (n),
которые сливаются в зиготу (2n), цикл замыкается.

Типы половых процессов

У водорослей выделяют несколько типов полового процесса:

• Изогамия — копулирующие элементы (гаметы) не отличаются друг от друга, подвижны
• Анизогамия — от греч. anisos неравный и gamos брак (гетерогамия) — при таком типе копулирующие элементы различаются по размерам, форме, величине,
  поведению
• Оогамия — от др. греч. ᾠόν яйцо и γάμος брак — копулирующие элементы резко отличаются друг от друга: крупная женская гамета без жгутиков обычно с мужской мелкой подвижной гаметой. Допустимо считать оогамию в некотором смысле подтипом анизогамии.

Особо стоит выделить тип полового процесса — конъюгацию. Конъюгация отличается тем, что сливаются не гаметы, а обычные вегетативные клетки, лишенные жгутиков. Клетки
соединяются друг с другом с помощью боковых выростов, формируется копуляционный (конъюгационный) канал, по которому содержимое из одной клетки перетекает в
другую — образуется зигоспора. В дальнейшем из зигоспоры развивается новая водоросль.

Отметим, что зооспора представляет собой подвижную клетку, которая способна двигаться в воде с помощью жгутиков. Образуется она в зооспорангии. Зооспора участвует в бесполом размножении
у многих водорослей и простейших грибов. У некоторых водорослей имеются апланоспоры (гр. aplanes неподвижный + spora семя) — неподвижные безжгутиковые споры. Зооспоры и апланоспоры
выходят в окружающую среду, разрывая стенки спорангия, в котором они находятся.

Значение водорослей

В Мировом океане водоросли составляют основную часть биомассы. Именно они являются главными продуцентами (производителями) органического вещества, преобразуя
в ходе фотосинтеза энергию солнечного света в энергию химических связей. Значение водорослей для человека трудно переоценить: содержащиеся в них вещества необходимы для нормального роста и развития животных и человека (к примеру,
морская капуста (ламинария) отличается большим содержанием йода.)

Водоросли – группа низших растений, жизнь которых связана с водной средой. Наука, изучающая водоросли, именуется –альгология.  Водоросли в ЕГЭ по биологии встречаются в нескольких заданиях и вам потребуется досконально изучить этот вопрос ЕГЭ по биологии.

Общая характеристика водорослей.

1. Распространены практически повсюду где есть наличие влаги: вода, почва, кора деревьев, поверхность глиняных горшков.
2. Представлены одноклеточными, колониальными, многоклеточными (у многоклеточных тело называется слоевищем или талломом).
3. Все водоросли являются эукариотами за исключением сине-зеленых.
4. Имеют отличительные особенности строения клетки такие как: наличие клеточной стенки из целлюлозы или пектина, наличие хлоропластов и хроматофор, присутствие пиреноида – области хроматофора, где наиболее активно идет синтез и накопление органических веществ,
5. Имеются пигменты, которые обеспечивают фотосинтез на разной глубине. Хлорофилл на глубине 10 метров, каротиноиды на глубине 80 метров, фукоксантин на глубине 20 метров

Питание

Автотрофное – фотосинтез с выделением кислорода (исключение эвгленовые – миксотрофы на свету фотосинтез  в темноте органические вещества)

Размножение

1. Бесполое осуществляется посредством образования спор (разделаются на  образом автоспоры и зооспоры).
2. Вегетативное – происходит посредством участков слоевища. Подразделяется на изогамию, гетерогамию, оогамию.

В жизненном цикле преобладает гаметофит

Водоросли делятся на десять отделов

1. Зеленые водоросли;
2. Бурые водоросли;
3.  Красные водоросли;
4. Золотистые водоросли;
5. Диатомовые водоросли;
6. Динофитовые водоросли;
7. Эвгленовые водоросли;
8. Пирофитовые водоросли;
9. Харовые водоросли;
10. Сине-зеленые водоросли.

Отдел сине-зеленые (одноклеточные, многоклеточные, колониальные)

Строение клетки имеет характерную особенность – отсутствие ядра. Клетка состоит из клеточной стенки и клеточной мембраны. Внутренняя полость клетки заполнена протопластом, содержащий волютин, рибосомы, ферментоактивные гранулы, фотосинтезирующая мембрана, внутри расположена также кольцевая ДНК.

Представителем сине-зеленых водорослей является спирулина – известна пищевая добавка. Они формируют лечебные грязи, некоторые могут фиксировать свободный азот. Используются при выращивании риса. Могут изменять цвет воды в период массового размножения ( пример – Красное море)

Отдел Зеленые водоросли

Рассмотрим на примере клетки хламидомонады хоботковой. Одноклеточная водоросль с достаточно сложным строением клетки. Клетка имеет овальную форму, на ее передней части расположены два жгутика (выполняют функцию движения клетки во внешней среде) и хоботок. Снаружи хламидомонада покрыта клеточной оболочкой, содержащей гликопротеин (за счет него и пектинов клеточная оболочка этой клетки очень прочная). Внутри клетка заполнена цитоплазмой – отвечает за обмен веществ и форму клетки, содержит хроматофор с расположенным на нем пиреноидом – белковое вещество отвечает за накопление питательных компонентов клетки. В цитоплазме находятся стигма (светочувствительный глазок), ядро, сократительные вакуоли (органеллы, отвечающие за удаление жидкости из клетки).

Размножение

Бывает автоспоровое (возможно при благоприятных условиях, при этом материнская клетка лишается жгутиков, перестает двигаться, внутри образуются споры количество варьирует от двух автоспор до четырех. После чего происходит их выход из материнской клетки и через сутки новые клетки способны уже сами к размножению) и образование гамет при неблагоприятных условиях. Гаметы – это половые клетки, выходящие из материнской клетки и сливающиеся между собой с образованием зигот. Зигота находится в состоянии покоя до наступления благоприятных условий. После этого зигота делится с образованием четырех новых клеток.

Еще один интересный представитель зеленых водорослей – хлорелла. Одноклеточная зеленая водоросль без жгутиков. Внутри клеточной оболочки содержатся протоплазма, ядро и хроматофор с пиреноидом. Водоросль содержит большое количество белка и жиров. На один квадратный метр освещенной поверхности приходится 100 грамм биомассы в сутки. Идет на корм животным, для очистки воды от органики, для регенерации воздуха в закрытых помещениях.

Нитчатые зеленый водоросли

Клетка Улотрикса состоит из ядра, хроматофора, цитоплазмы и сократительных вакуолей снаружи окружена клеточной оболочкой. Прикрепляется к субстрату за счет ризоидов, далее идет базальная клетка, после чего идет однорядная нить. Растет водоросль за счет поперечного деления клеток.

Размножение

Бесполое. Происходит в благоприятных условиях. При этом клетка образует зооспоры, снабженных жгутиками, благодаря которым зооспора двигается и крепится к предмету, после чего начинает процесс деления с образованием новой нити водоросли.

Половое (изогамия). Из клетки водоросли выходя гаметы, которые после этого попарно сливаются с образованием зиготы. Зигота делится на четыре клетки, которые далее дают жизнь следующим нитям водорослей.

Колониальный водоросли

Колониальные водоросли – микроорганизмы, образующие колонии с одинаковым генотипом.

Классическим представителем колониальных зеленых водорослей считают вольвокс – водоросль, состоящая из активных жгутиковых клеток. Каждая особь размножается бинарным делением. Это промежуточная форма организмов между одноклеточными и многоклеточными организмами.

Отдел Бурые водоросли

Бурые водоросли относятся к многоклеточным низшим растениям, у них хорошо развито слоевище, содержат ламинарин и спирт маннит. Представители бурых водорослей: Ламинария японская. Имеет мощное слоевище в длину в среднем от двух до шести метров (есть особи, достигающие двенадцатиметровой длины).Слоевище –лентовидная стлань, стволик неразветвленный, крепится при помощи ризоидов к субстрату.

Микроцистис грушевидный относится к семейству ламинариевых, является самым крупным представителем водорослей. Достигает в длину 64 метра. Слоевище крепится к субстрату при помощи ризоидов, имеется базальный диск и очень мощное слоевище. Стлань рассечённая.

Цистозейра. Многолетний представитель бурых водорослей, произрастает на каменистых грунтах Черного и Азовского морей Обладает крупным слоевищем, которое крепится к субстрату при помощи подошвы. В длину достигает одного метра. Стволик имеет радиально размещенные многократно разветвленные ветви.

Бурые водоросли имеют большое практическое значение. Из них получают ламинарин, манит, иод и бром. Используются в пищевой промышленности.

Отдел Красные водоросли

Характеризуются полным отсутствием жгутиковых стадий. Содержат агар-агар. Представитель красных водорослей – филофора.

В длину достигает 40 сантиметров. Образует на дне Черного моря поле Зернова протяжённостью 40 на 70 миль, сейчас оно сокращено на 2/3. Порфира – еще один представитель отдела Красных водорослей. В длину 10 сантиметров. Из него получают иод, бром, агар, кровезаменители, лекарства для борьбы со СПИдом.

Отдел Диатомовые водоросли

Рассмотрим отдел на примере новикулы. Новикула – представитель диатомовых водорослей. Встречается в составе планктона. Клетки новикулы производят реактивные движения за счет выбрасываемой слизи. Деление клетки бинарное, происходит каждые три часа.

На дне водоема образуют вещество диатомит, который пропитывают нитроглицерином и получают динамит.

Отдел Динофитовые водоросли.

Одноклеточные микроорганизмы, монадного типа структуры.  В основном форма имеет шаровидную и эллипсоидную форму. Представитель отдела – ноктилюка ( или ночесветка) окрашена в розовый цвет. При раздражении выделяет флуоресцентное вещество, демаскирует предметы в воде.

Золотистые водоросли

Представитель – кокколитофориды. Одноклеточная панцирная водоросль – фиксатор карбонатов. Образует осадочный материал, именно эта водоросль образовала крымские горы. Если смотреть в количественном эквиваленте, то один кубический миллиметр мела содержит 5 миллионов особей кокколитофориды.

Слайд 1

водоросли

Слайд 2

Низшие растения –нет органов и тканей. Тело- таллом или слоевище. У некоторых водорослей есть ризоиды Тело как у всех растений, но вместо хлоропластов – хроматофор.

Слайд 3

Зеленые водоросли. Хламидомонада. Строение хламидомонады: 1 — жгутик, 2 — сократительная вакуоль, 3 — светочувствительный глазок, 4 — ядро , 5 — клеточная стенка, 6 — хроматофор, 7 — пиреноид

Слайд 4

Жизненный цикл хламидомонады идет с чередованием гаплоидной и диплоидной форм . В благоприятных условиях хламидомонада быстро размножается бесполым. В неблагоприятных условиях у хламидомонады начинается половой процесс. путем

Слайд 5

Хлорелла В отличие от хламидомонады, хлорелла не имеет жгутиков и удерживается в верхних слоях воды за счет низкой плотности. Выглядит она как зеленая муть в воде — вода «цветет» Размножается она только бесполым путем а неблагоприятные условия переживает в форме цисты , в которые превращаются обычные клетки. Для хлореллы характерна высокая скорость фотосинтеза , она богата белками и липидами, благодаря чему ее выращивают на корм скоту и применяют для регенерации кислорода в космических аппаратах.

Слайд 7

У лотрикс Улотрикс растет в прикрепленном состоянии. Нижняя клетка нити, называемая прикрепительной ( ризоидальной ) клеткой , плотно врастает в поверхность какого-либо подводного предмета , Улотрикс размножается половым и бесполым путем. Бесполое размножение улотрикса осуществляется с помощью подвижных 4-жгутиковых зооспор . Они образуются путем митотического деления из клеток средней части нити . Размножение фрагментацией . В неблагоприятных условиях улотрикс размножается половым путем. В клетках нити формируются подвижные гаметы . Они, соединяясь попарно, образуют зиготу, которая превращается с зигоцисту , переживающую неблагоприятные условия. В благоприятных условиях в ней происходит мейоз, и образовавшиеся гаплоидные клетки дают начало новым нитям улотрикса .

Слайд 10

С пирогира представляет собой длинные плавающие в толще воды нити, состоящие из крупных клеток . Особенность : один или несколько лентовидных хроматофоров , закрученных в спираль, и гаплоидное ядро. Бесполое размножение : фрагментация Половое – конъюгация, 2 клетки разных нитей сливаются и образуют зиготу, которая делится мейозом.

Слайд 13

отдел Бурые водоросли С помощью дополнительных пигментов они могут осуществлять фотосинтез на глубине до 30 метров. Они встречаются только в морях и представляют собой крупные растения (до 30 метров в длину), состоящие из диплоидных клеток. Таллом образует ризоиды для прикрепления к субстрату. Многие из них растут в приливно-отливной зоне ( литорали ) и во время отлива оказываются на суше. Для защиты от высыхания бурые водоросли образуют много слизистых веществ. Представителями бурых водорослей является фукус и ламинария . Таллом фукуса содержит многочисленные пузырьки воздуха для увеличения плавучести.

Слайд 15

Отдел красные водоросли (багрянки) На глубинах более 30 метров света не хватает и для бурых водорослей. Там обитают красные водоросли, пигменты которых способны использовать синий свет. Основные пигменты: хлорофилл, каротиноиды (желто-оранжевые), фикобилины (красно-синие). Встречаются они и на более мелких участках дна, вплоть до границы воды и суши. В основном это морские растения средних размеров (десятки сантиметров в длину), но среди них есть и обитатели пресных вод, и одноклеточные представители. Представители: порфира и филлофора.

Слайд 16

Водоросли Одноклеточные ( Диатомовые и Эвгленовые ) – тело состоит из одной клетки Многоклеточные ( Бурые водоросли, Красные водоросли, Зелёные водоросли, Харовые водоросли ) – тело представлено многоклеточным слоевищем, нет дифференцировки на органы и ткани Все водоросли способны к фотосинтезу (фотоавтотрофы) Запасные вещества : крахмал, масла.

Слайд 17

Отдел Диатомовые водоросли Прозрачный панцирь из кремнезема, поэтому фотосинтезировать могут Образуют породу диатомит

Слайд 18

Отдел Эвгленовые водоросли Могут быть как фотоавтотрофами и сами создавать органические вещества, так и гетеротрофами (питаться готовыми органическими веществами) Хроматофоры аналогичны хлоропластам высших растений Есть оболочка, пелликула

Слайд 19

Отдел Красные Водоросли Сложное, но все еще слоевищное устройство Обитают на больших глубинах морей (до 500 м), составляют бентос Содержат фикоэритрин – пигмент красного цвета и др. пигменты

Слайд 21

Отдел Зеленые Водоросли Бывают одноклеточные и многоклеточные Содержат хлорофилл, зелёный пигмент Составляют пищу животным, то есть планктон (одноклеточные водоросли) Клетки недифференцированы , но у многоклеточных зеленых водорослей могут быть нитчатые, кустистые, слоевищные тела

Слайд 22

Отдел Бурые водоросли

Слайд 23

Значение водорослей. Одни из основных поставщиков кислорода наряду с таежными и тропическими лесами. В морях они являются основными продуцентами органических веществ. Начальное звено пищевых цепей водных экосистем. Являются местом обитания и размножения водных организмов. Пищевой продукт для человека. Корм для скота. Сырье для получения лекарственных веществ, микроэлементов (йода и др.), красителей, агар-агара и т.д.

Слайд 24

Практикум. 1 . Какой набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и его гамет? Из каких исходных клеток и в результате какого деления они образуются? 2. Какой набор хромосом характерен для зиготы и для спор зеленых водорослей. Объясните из каких исходных клеток и как они образуются? 3. У хламидомонады преобладающим поколением является гаметофит. Определите хромосомный набор взрослого организма и его гамет. Объясните из каких исходных клеток образуются взрослые особи и их гаметы, в результате какого деления формируются половые клетки.

Слайд 26

1) хромосомный набор взрослого организма и хромосомный набор споры — n (гаплоидный); 2) споры (зооспоры) образуются из диплоидной зиготы путём мейоза; 3) хромосомный набор гамет — n (гаплоидный); 4) гаметы образуются из клетки взрослого организма (гаметофита) путём митоза