Водоросли , презентация к уроку

ВОДОРОСЛИ

Водоросли

• Водоросли  ( лат.   Algae ) —группа преимущественно автотрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных  организмов , обитающих, как правило, в водной среде, в систематическом отношении представляющая собой совокупность многих отделов.
• Вступая в симбиоз  с  грибами , эти организмы в ходе  эволюции  образовали совершенно новые организмы — лишайники .
• Наука о водорослях называется  альгологией .

• Положение водорослей в современной системе органического мира весьма неоднозначно.
• Синезеленые водоросли (цианобактерии), будучи прокариотами, находятся в царстве Бактерии,
• Эукариотные группы водорослей – в царстве Растения.

• Водоросли — группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками :
• наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания;
• у многоклеточных — отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или  талломом ) на органы;
• отсутствие ярко выраженной проводящей системы;
• обитание в водной среде или во влажных условиях (в почве, сырых местах и т. п.).
• Они сами по себе не имеют органов, тканей .

• Размеры водорослей колеблются от долей  микрона   и некоторые  до 30—50 м ( бурые водоросли  -   ламинария ,  макроцистис ,  саргассум ).
• Таллом бывает как одноклеточным, так и многоклеточным.
• Среди одноклеточных есть колониальные формы, когда отдельные клетки тесно связаны между собой (соединены через  плазмодесмы  или погружены в общую  слизь ).

Водоросли – низшие растения

• Водоросли – обширная и неоднородная группа низших растений.
• Водоросли – самые многочисленные и одни из самых важных для планеты фотосинтезирующих организмов.
• Они встречаются повсюду: в морях и океанах, в пресных водоёмах, на влажной почве и на коре деревьев.

Одноклеточные водоросли

Распространение водорослей

Поверхность деревьев

Соленая и пресная вода

Суша

Камни, здания

Сырые и затененные места

Особенности строения . 

• Клетки водорослей имеют разнообразное строение, например клетки зеленых водорослей сходны по строению с растительной клеткой.
• В состав клеточной стенки входят целлюлоза и пектиновые вещества, основным запасным питательным веществом служит крахмал.
• Хлоропласты содержат пигменты (хлорофиллы, каротиноиды и др.), комбинация которых обусловливает окраску водорослей. 
• (Во многих учебниках хлоропласты водорослей называют хроматофорами. Однако в современной альгологии этот термин не употребляется.) 

Разнообразие водорослей

• Среди водорослей встречаются одноклеточные, многоклеточные и колониальные организмы. Клетки некоторых водорослей содержат много ядер, другие не содержат межклеточных перегородок. Клеточные оболочки состоят, как правило, из целлюлозы.
• Проводящая система и корни отсутствуют; неподвижные формы прикрепляются ко дну разветвлёнными выростами – ризоидами .

Движение водорослей

• Многие одиночные и колониальные водоросли способны к движению. Некоторые из водорослей для передвижения используют 1 или 2 жгутика. Другие ползают, как амёбы , то сжимая, то растягивая части своего тела. Движение третьих обусловлено токами воды, создаваемыми цитоплазмой.

Питание водорослей

• Водоросли по способу питания являются автотрофами и содержат зелёный пигмент хлорофилл .
• Пигмент находится в клетке водоросли в специальной органелле ленточной или звёздчатой формы, называемой хроматофором .

• Свет, проходя через толщу воды, постепенно рассеивается, поэтому водоросли, обитающие на разных глубинах, обладают различным набором пигментов.
• Значительно возрастает роль вспомогательных пигментов, появление которых маскирует основной фотосинтетический пигмент – хлорофилл.
• В результате вместо характерной для растений зеленой окраски водоросли могут иметь и другие цвета. Большинство водорослей – фотосинтезирующие автотрофы.

Цвет водорослей

• Однако водоросли бывают не только зелёного цвета: среди них можно найти экземпляры бурых, красных, жёлтых и многих других тонов.

Размножение водорослей

• Бесполое размножение . Происходит без образования специализированных половых клеток (гамет) и для его осуществления необходим только один организм.
• Новая особь развивается из одной или нескольких соматических (неполовых) клеток материнского организма и является его абсолютной копией.
• Бесполое размножение является наиболее древней формой размножения, поэтому у водорослей оно широко распространено.

• Существует несколько типов бесполого размножения.
• Вегетативное размножение .  Некоторые одноклеточные водоросли, не имеющие клеточной стенки, – деление клетки надвое; колониальные формы – распад колоний; многоклеточные водоросли – фрагментация и распад нитей.
• Спорообразование .  Споры развиваются в специальных клетках, называемых спорангиями. Подвижные споры, обладающие жгутиками, называют зооспорами, неподвижные с плотной оболочкой – апланоспорами .

Половое размножение .

•   Процесс образования дочернего организма в результате слияния двух клеток, имеющих гаплоидный набор хромосом данного вида. В результате образуется диплоидная клетка – зигота, из которой развивается новая водоросль или формируются зооспоры.

Половое размножение .

• Изогамия.  Слияние двух одноклеточных подвижных особей.
• Конъюгация.  Слияние двух вегетативных клеток. Встречается у некоторых зеленых водорослей, ведущих неподвижный образ жизни.

Половое размножение с образованием гамет .

• Слияние клеток, специализированных для полового размножения, – гамет, которые образуются в половых органах – гаметангиях .
• У водорослей органы полового размножения одноклеточные .
• В зависимости от строения сливающихся гамет различают три типа полового размножения – изогамию, гетерогамию и оогамию .

Половое размножение с образованием гамет .

• Изогамия . Слияние двух подвижных гамет, одинаковых по строению и форме.
• Гетерогамия . Слияние подвижных гамет, сходных по форме, но различающихся по размерам.
• Оогамия . Сливается неподвижная крупная гамета – яйцеклетка с более мелким подвижным сперматозоидом.
• Яйцеклетки водорослей образуются в оогониях, сперматозоиды – в антеридиях.
• Если яйцеклетки и сперматозоиды образуются на разных талломах, такие формы водорослей называют двудомными, если на одном – однодомными.

Места обитания водорослей

• Водоросли – преимущественно водные существа, обитающие как в морской, так и в пресной воде. Мелкие свободноплавающие водоросли входят в состав планктона; другие прикрепляются ко дну, иногда образуя целые заросли. Большинство из них обитает на глубине до 40 м; при хорошей прозрачности воды их можно встретить и на глубине до 200 м. В стоячих водоёмах, хорошо прогреваемых солнцем, наблюдается цветение воды. Водоросли живут в почве, на деревьях и скалах. Некоторые зелёные водоросли симбиотируют с грибами, образуя лишайники .

Разновидности водорослей

• Отдел сине - зеленые водоросли
• Отдел диатомовые водоросли
• Отдел зеленые водоросли
• Отдел красные водоросли
• Отдел зеленые водоросли
• Отдел бурые водоросли

Хлорелла-вульгарис (Chlorella-Vulgaris) . 

• Хлорелла была открыта и классифицирована в 1890 г. датским ученым М.У. Бейжерником, она также относится к классу одноклеточных пресноводных зеленых водорослей.
• Свое название хлорелла получила благодаря греческому корню "chloros", что значит желто-зеленый, а латинское окончание -ella - буквально означает "маленький".
• Эта микроскопическая водоросль, обладающая большим запасом хлорофилла и комплексом редчайших питательных веществ, участвует в процессе фотосинтеза, поглощая углекислый газ, насыщая воздух и воду кислородом.  Микроскопическая водоросль хлорелла считается долгожительницей нашей планеты, ее существование измеряется более чем двумя миллиардами лет, считается, что этим фактом она обязана уникальной клеточной структуре. 

Хлорелла-вульгарис (Chlorella-Vulgaris) . 

• Хлорелла.  Микроскопическая зеленая водоросль. Обитает не только в воде, но и на сырой почве, стволах деревьев, где образует скопление в виде зеленого налета.
• Клетка шаровидной формы, покрыта плотной целлюлозной оболочкой.
• В цитоплазме расположен крупный хлоропласт, придающий водоросли зеленый цвет.
• Стигмы и жгутиков нет, клетки неподвижны. Размножается только бесполым путем с помощью округлых неподвижных спор.
• Хлорелла обладает интенсивным фотосинтезом и очень быстро размножается, поэтому является удобным объектом научных исследований.

Хламидомонада.

• Подвижные клетки грушевидной формы, на переднем конце которых расположены два одинаковых жгутика.
• Прозрачная оболочка состоит из целлюлозы и пектиновых веществ.
• Большую часть клетки занимает чашевидный хлоропласт.
• В углублении чаши хлоропласта расположено ядро.
• В передней части клетки, в хлоропласте, находится глазок (стигма): хламидомонада обладает положительным фототаксисом, т. е. перемещается в сторону источника света. 
• На переднем конце клетки имеются две пульсирующие вакуоли, выделяющие избыток воды.

Строение одноклеточных водорослей

Хламидомонада.

• Размножается хламидомонада бесполым и половым путем.
• Бесполое размножение . Материнская клетка теряет жгутики, становится неподвижной и последовательно митотически делится, образуя внутри клеточной оболочки от двух до восьми двужгутиковых зооспор. После разрыва материнской оболочки споры выходят в воду. Через некоторое время клетки дорастают до размеров взрослой особи и в свою очередь приступают к бесполому размножению.

При благоприятных условиях

• Останавливается. Теряет жгутики (1).
• Её содержимое делится на 4 части (2).
• Каждая часть образует жгутики и собственную оболочку (2).
• Образовалось 4 клетки-споры или зооспоры, выполняющие функцию расселения.
• Оболочка материнской клетки разрывается, и маленькие хламидомонады выплывают в воду (3).
• Поплавав в воде некоторое время, клетки дорастают до размеров материнской и вновь приступают к бесполому размножению .

Хламидомонада.

• Половое размножение . Под оболочкой материнской клетки развиваются гаметы. Они выходят из материнской оболочки и сливаются попарно с гаметами других особей. Образуется диплоидная зигота, которая покрывается плотной оболочкой и пережидает неблагоприятные условия (зимует). При наступлении благоприятных условий зигота претерпевает редукционное деление, в результате которого образуются четыре молодые гаплоидные хламидомонады.

• При половом размножении хламидомонады:
• В материнской клетке образуются двужгутиковые гаметы (1, 2).
• Выходят из оболочки материнской клетки (3).
• Сливаются попарно с другими особями (4, 5).
• Образуется зигота, покрытая плотной оболочкой и зимует (6).
• Весной благоприятные условия дают возможность зиготе делиться. В результате чего образуются 4 хламидомонады (7).
• Молодые хламидомонады питаются, растут до материнских размеров (1, 8).

Применение водорослей

• Водоросли – главный источник органики на Земле (более 80 % от общей биомассы, создающейся в год); с них начинаются практически все водные экологические цепи . Они выделяют в атмосферу более половины всего количества кислорода, освобождаемого растениями в год. Водоросли – основная пища для многих морских животных; некоторые употребляются в пищу человеком. В прибрежных районах водоросли идут на удобрения и корм скоту.

• Таким образом:
• При  бесполом  размножении – при помощи  зооспор .
• При  половом  размножении – при помощи двужгутиковых  гамет .

• Инновационные Биотехнологии на основе микроводоросли хлореллы, используют:
• Хлорелла в животноводстве.
• Хлорелла в птицеводстве.
• Хлорелла в рыбоводстве.
• Хлорелла и перепёлки . Хлорелла в очистке стоков.
• Хлорелла в биотопливе.
• Хлорелла в питании.
• Хлорелла в медицине.

МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ ВОДОРОСЛИ

СПИРОГИРА

• Ее клетки одинаковы по строению и располагаются в один ряд.
• В каждой из них есть цитоплазма, ядро и хроматофор, имеющий форму одной или двух спирально скрученных лент.
• Большую часть объема клетки занимает вакуоль.

СПИРОГИРА

• Как и одноклеточные зеленые водоросли, спирогира поглощает из воды растворенные минеральные вещества и углекислый газ, используя их для образования на свету органических веществ в процессе фотосинтеза. Все клетки дышат растворенным в воде кислородом.

СПИРОГИРА

• Увеличение спирогиры в длину происходит благодаря делению клеток (прибавлению их числа) и росту всей водоросли.
• Размножается спирогира вегетативно — путем разрыва нитей на части, каждая из которых дает начало новому организму.

СПИРОГИРА

• Происходит у нее и половой процесс.
• При этом участки нитей, параллельно расположенных двух спирогир, обволакиваются слизью.
• Противолежащие клетки образуют выросты, которыми нити соединяются между собой.
• Оболочки на концах выростов растворяются и содержимое одной клетки перетекает в другую клетку, где образуется зигота.
• Из зиготы после периода покоя развивается новая спирогира.

Строение и размножение улотрикса.

•   В проточных водоемах подводные камни и коряги часто бывают обросшими ярко зелеными шелковистыми нитями.
• Это многоклеточная нитчатая водоросль улотрикс.
• Нити улотрикса состоят из ряда коротких клеток с хроматофорами в форме незамкнутого кольца.
• К подводным предметам эти нити прикрепляются бесцветной клиновидной клеткой.

Строение и размножение улотрикса.

• Как и спирогира, улотрикс размножается бесполым и половым путями.
• При бесполом размножении каждая клетка улотрикса, кроме клиновидной, может образовать 2 или 4 четырехжгутиковые зооспоры.
• Через разрывы оболочки материнской клетки они выходят в воду и плавают.
• Прикрепившись к какому-либо подводному предмету, зооспоры делятся и образуют новые нити водоросли.

Строение и размножение улотрикса.

• В конце лета при наступлении неблагоприятных условий жизни в некоторых клетках улотрикса образуются мелкие подвижные клетки — двужгутиковые гаметы.
• Они выходят в воду и попарно сливаются — происходит оплодотворение и образование зигот.
• Они покрываются плотной оболочкой, а жгутики у них исчезают.
• При наступлении благоприятных условий зиготы образуют по 4 клетки.
• Каждая из них делится, образуя нити новой особи.

Строение и размножение кладофоры

• В пресных водоемах и в морях часто встречается многоклеточная нитчатая водоросль кладофора.
• Ее нити ветвятся и нередко в молодом состоянии бывают прикрепленными к подводным предметам при помощи нижней клетки со своеобразными выростами.
• Во взрослом состоянии кладофоры нередко отрываются от субстрата и представляют собой плотные шарообразные скопления.
• Хроматофор у кладофоры в форме сетчато продырявленного цилиндра.
• Каждая клетка кладофоры имеет много ядер, чем она и отличается от спирогиры и улотрикса.
• Размножается кладофора подобно спирогире и улотриксу половым и бесполым способами.

Хара

• Это макроскопические водоросли, внешне сходные с некоторыми высшими растениями ( хвощ ,роголистник).
• Высота их таллома составляет обычно 20—30 см, боковые ветви ограниченного роста, расположены мутовками на многоклеточных узлах.
•   Междоузлия состоят из одной длинной клетки, которая может обрастать корой из узких клеток.

Значение нитчатых водорослей

• При образовании органических веществ зеленые водоросли снижают в воде содержание углекислого газа и обогащают ее кислородом, необходимым для дыхания живых обитателей водоемов.
• Зелеными водорослями питаются многие рыбы и другие животные.
• Вместе с тем, чрезмерное их размножение в оросительных каналах и в рыбоводных прудах нередко приносит хозяйству человека большой ущерб.

Бурые водоросли

• Бурые водоросли — это исключительно многоклеточные растения.
• Длина их тела составляет от нескольких сантиметров до 100 м.
• Крупные бурые водоросли образуют в морях своеобразные леса и луга.
• Облик бурых водорослей представляет собой нити, либо широкие листовидные пластины, часто сильно рассеченные.
• Тело таких водорослей называют  слоевищем , или  талломом . У него нет настоящих листьев, стеблей и корней.

Бурые водоросли

• Заросли бурых водорослей встречаются от зоны прилива и отлива, где они часами находятся вне воды, до глубины 40–100 и даже 200 м.
• Поэтому у этих водорослей преобладает бурый пигмент ( фукоксантин ), способный к использованию энергии света таких лучей при образовании органических веществ.
• Оболочки клеток снаружи ослизненные. Слизь защищает их тело от удара волн и способствует сохранению воды в организме водорослей, обнажающихся во время отлива.

Бурые водоросли

• Для бурых водорослей характерны вегетативный, бесполый споровый и половой типы размножения.
• Вегетативное размножение происходит при случайном отделении участков таллома.
• Бесполое размножение осуществляют двужгутиковые зооспоры.
• Из спор вырастают раздельнополые или обоеполые растения.
• Половое размножение у них образуются половые клетки — гаметы. После оплодотворения зигота дает начало новым растениям, способным образовывать споры.
• Таким образом, для бурых водорослей характерно чередование двух поколений : бесполого —   спорофита  (спорофиты — растения, образующие споры) и полового —   гаметофита  (гаметофиты — растения, образующие гаметы).

Бурые водоросли

• Бурые водоросли — ламинарии, фукусы и саргассумы .
• В дальневосточных и северных морях на глубине от 2 до 40 м широко распространены крупные бурые водоросли ламинарии.
• Слоевища ламинарий имеют вид цельных или пальчато рассеченных листовидных пластинок, достигающих в длину 1–5 м и более (12м) .
• Ко дну они прикрепляются  ризоидами  — выростами нижней суженной части — «черешка».

• Ламинарии — прекрасный корм для скота, богатое калием удобрение почвы.
• Из этих водорослей получают йод, желеобразующие вещества для кондитерской промышленности, используют для изготовления лаков, красок, глазурованной керамической посуды.
• Некоторые виды ламинарий, называемые морской капустой, высоко ценятся как диетический пищевой продукт, богатый йодом

• Фукусы относятся к числу обычных бурых водорослей прибрежных участков морей северного полушария.
• На их слоевищах имеются вместилища, заполненные воздухом. Благодаря этому фукусы способны вертикально держаться в воде.
• Эти водоросли применяют для получения кормовой муки и альгина — клеящего вещества, применяемого при изготовлении картона и типографских красок.

• Фукус наряду с другими бурыми водорослями используют в косметологии для проведения водорослевых обёртываний.
• Нередко употребляются как  добавка к пище . Эти водоросли обеспечивают организм человека витаминами, аминокислотами, полиненасыщенными жирными кислотами.
• Кроме того, в их состав входит компонент фукоидан, обладающий противовирусным, противоопухолевым, имуннорегулирующим свойствами.
• Фукус широко используется в медицине. Он помогает в укреплении иммунитета, способствует укреплению сердечно-сосудистой системы. Регулярное употребление фукуса в пищу делает стенки сосудов более эластичными и прочными 

• Показания к применению Фукуса: Фукус применяют при гиповитаминозах различной природы; Фукус применяют для нормализации функций щитовидной железы; Фукус применяют для очищения организма от солей тяжелых металлов; Фукус применяют для нормализации обмена веществ; Фукус применяют для восстановления нормальной деятельности желудочно-кишечного тракта; Фукус применяют для повышение иммунитета; Фукус применяют для восстановления после болезни и лечения антибиотиками; Фукус применяют при заболеваниях дыхательных, нервной и кровеносной систем; Фукус применяют для профилактики ожирения; Фукус применяют для улучшения структуры волос. 

• Саргассумы — самые сложные по строению бурые водоросли. Так, саргассум из американских тропических морей внешне сходен с настоящим побегом с листьями и плодами.
• Громадные скопления плавающих саргассумов, некогда оторвавшихся от субстрата и размножающихся вегетативно, известны в западной части Атлантики, в Саргассовом море.

Красные водоросли

• Порфиру , как и другие красные водоросли, используют для получения агар-агара. Он необходим в пищевой промышленности для изготовления мармелада, пастилы.
• Его добавляют в хлеб, чтобы он не так быстро черствел.
• Широкое применение агар приобрел в качестве среды для выращивания микроорганизмов.
• Из многих красных водорослей получают йод.