Семя как единица расселения цветковых растений. Основные типы строения семян. Семена с эндоспермом и без эндосперма. Формирование семени. Плоды, их многообразие и значение

Семя – это репродуктивный орган, который у покрытосеменных растений образуется из семязачатка обычно после двойного оплодотворения.Строение семени. Первоначально семя находится внутри плода, который защищает его до прорастания. Каждое семя состоит из семенной кожуры, зародыша и запасающих тканей.

Строение семени с эндоспермом. 1) семена с эндоспермом в основном характерны для семян класса однодольных, а также некоторых двудольных (пасленовые, сельдерейные, маковые); запасные питательные вещества локализованы в эндосперме;Такие семена характерны для растений класса Однодольные, например для мятликовых (злаковых). В зерновке пшеницы (набухшие семена) различаютбрюшную сторону(со стороны бороздки) и противоположную –спинную. На одном из полюсов семени, на спинной стороне, находитсязародыш. С противоположного полюса имеются волоски, которые удерживают зерновку в почве и способствуют подаче воды в эндосперм семени

Строение семени без эндосперма и без перисперма.2) семена с периспермом характерны для гвоздичных, маревых, у которых в зрелом семени эндосперм полностью поглощается, а перисперм остается и разрастается; семя состоит из семенной кожуры, зародыша и перисперма;

Такие семена характерны для бобовых, тыквенных, астровых. Рассмотрим данный тип строения семян на примере фасоли обыкновенной (набухшие в воде семена)

Плод– репродуктивный орган покрытосеменных, обеспечивающий семенное размножение растений. Он предназначен для формирования, защиты и распространения семян. Плод развивается из цветка, как правило, после двойного оплодотворения, но может образовываться и в результате апомиксиса.

В образовании плода главную роль играет гинецей, и прежде всего завязь. В процессе развития плода из стенки завязи формируется стенка плода –околоплодник.

Классификация плодов.Морфогенетическая классификация основана на типе гинецея. По этому признаку плоды делят на четыре главных типа, которые приведены ниже.

1. Апокарпииобразуются из цветков с архаичным апокарпным гинецеем. Из каждого свободного пестика одного цветка формируется отдельный плодик.

2. Монокарпиивозникают из цветков, имеющих монокарпный гинецей. Они генетически родственны апокарпиям и образовались в результате редукции плодолистиков до одного.

3. Ценокарпии (синкарпий, лизикарпий и паракарпий) формируются из цветков с ценокарпным гинецеем.

4. Псевдомонокарпиивнешне похожи на монокарпии, но образуются из гинецея, в котором первоначально закладывается два или более плодолистиков, но потом чаще развивается только один. В результате возникает одногнездная завязь с одним семязачатком.

32. Царство Грибы. Общая характеристика. Строение мицелия. Способы питания. Строение клетки, запасные вещества. Типы размножения грибов. Класс зигомицеты. Класс аскомицеты. Класс базидиомицеты. Роль грибов в природе и использование человеком.

В настоящее время грибы считаются процветающей группой эукариотов. Грибы занимают очень разнообразные экологические ниши (суша, вода, организмы растений и животных).Известно около 100.000 видов грибов. Почти все грибы обитают на суше.По типу питания грибы являются гетеротрофами, они подразделяются на сапротрофов (сапрофитов), паразитов и хищных. В биосфере грибы выполняют функцию редуцентов т.е. обеспечивают минерализацию органических остатков.Тело грибов представлено мицелием, которое состоит из переплетающихся и ветвящихся нитей – гифов. Таким образом, у грибов в отличие от других эукариот тело не дифференцировано на ткани и органы отсутствуют. Мицелий подразделяется на вегетативный и генеративный. Вегетативный мицелий связан с поглощением пищи, обменом веществ, ростом организма. Генеративный мицелий связан с образованием спор или с половым процессом. У наиболее высоко организованных грибов эта часть организма называется плодовым телом.Такой особый тип строения грибов связан с их образом жизни. Это прикрепленные к субстрату организмы, причем их мицелий развивается либо внутри субстрата, либо на его поверхности. Вода и питательные вещества поступают в тело гриба осмотическим путём. Сначала каждая клетка мицелия выделяет во внешнюю среду гидролитические ферменты из лизосом. Пища переваривается вне организма гриба, а потом поступает в мицелий.Мицелий и гифы имеют ряд характерных особенностей. Связи между клетками в гифах могут быть разными в зависимости от строения клеточных стенок. Если соседние клетки полностью отделены друг от друга, мицелий называется септированным. Если перегородок между клетками нет и весь мицелий представляет собой одну гигантскую клетку со множеством ядер – это несептированный мицелий. У целого ряда видов грибов соседние клетки гифов соединены между собой широкими цитоплазматическими перемычками, по которым из одной клетки в другую могут перемещаться не только питательные вещества, но и органоиды и даже ядра. В септированном мицелии клетки могут содержат одно или два ядра (одноядерный и двуядерный мицелий).В строении грибной клетки выделяют клеточную стенку, обязательным компонентом ее хитин. Под клеточной стенкой находится цитоплазматическая мембрана, которая отделяет цитоплазму от клеточной стенки. В цитоплазме находятся органоиды общего назначения и достаточно крупная вакуоль. Запасным питательным веществом грибов является гликоген.Грибы способны к постоянному росту, ибо он обеспечивается всеми клетками мицелия, а не только меристемой, как у высших растений. Постоянный рост грибов способствует захвату новых субстратов.Грибы обладают высокой способностью к вторичному метаболизму. Таким образом, грибы являются уникальными организмами т.к. в своем строении сочетают признаки растений и животных. Это позволяют считать грибы царством организмов, появившихся до растений и животных. Грибы подразделяются на низшие и высшие. К низшим грибам относится отдел Зигомикоты, к высшим – отделы Аскомикоты, Базидиомикоты и Несовершенные грибы. 

Зигомицеты.

К этому отделу относятся почвенные грибы-сапротрофы и небольшое количество грибов-паразитов.Мицелий многоядерный несептированный. Клеточная стенка содержит много хитина.Отличительной особенностью этого отдела является половой процесс в виде зигогамии – слияние гаметангиев. На концах гиф несептированного мицелия с помощью перегородки отчленяются особые «клетки», которые содержат цитоплазму и некоторое количество ядер. Эта отчленённая многоядерная часть мицелия и называется гаметангием. Мицелий зигомицет отличается по половому знаку, и сливаются обязательно гаметангии разных знаков. В результате формируется зигоспорангий, который содержит несколько диплоидных ядер. Зигоспорангий – это покоящаяся стадия (для перенесения неблагоприятных условий). При наступлении благоприятных условий ядра зигоспорангия делятся мейозом, и образуется новый гаплоидный мицелий.Бесполое размножение осуществляется как вегетативным путём, так и спорообразованием.Типичный представитель – почвенный гриб-сапротроф – мукор или головчатая плесень. Его грибница появляется на кусках хлеба, сыра, на конском навозе в виде пушистого белого налета, который через некоторое время чернеет. Одни ответвления клетки проникают в субстрат и поглощают питательные вещества, другие приподнимаются вверх. На их концах развиваются округлые головки – спорангии, в которых образуются споры. Созревшие споры распространяются воздушными потоками или при помощи животных. Попав в благоприятные условия, спора прорастает в новый мицелий.Некоторые мукоровые грибы поражают кожу, орган слуха и центральную нервную систему человека. Другие вызывают микозы лёгких (ложный туберкулёз).

Аскомицеты.

Это большой отдел, представители которого отличаются по размеру и формам мицелия. Размеры могут варьировать от одной клетки до нескольких десятков метров. Мицелий септированный, он может быть одноядерным и многоядерным. Клеточная стенка двухслойна и содержит мало хитина. Бесполое размножение ярко выражено и у большинства сумчатых грибов осуществляется в виде конидиеспор.Половой процесс более специализированный, чем у зигомицет, и представлен гаметангиегамией. При этом сливаются мужские и женские гаметангии. Причём сначала сливаются только плазмы (плазмогамия), а разнополые ядра не сливаются. После этого начинается формирование сумки (аска), в которой происходит слияние ядер (кариогамия). Затем диплоидные ядра претерпевают мейоз и в сумке развиваются особые споры полового размножения (аскоспоры).У многих аскомицетов сумки формируются на поверхности плодовых тел – это особые надземные образования, состоящие из плотно сплетённых гифов. Так происходит у сморчков, строчков, трюфелей.К аскомицетам относится род дрожжи.Это одноклеточные грибы размером от 8 до 10мкм, не имеющие грибницы. Считается, что они образовались в результате упрощения грибов, имевших одноклеточный мицелий. Дрожжи широко распространены в почве и на сладких плодах. Размножаются они чрезвычайно быстро почкованием, почки могут отделяться от материнской клетки или оставаться на ней, образуя колонии. При недостатке питания и избытке в среде кислорода у дрожжей наблюдается половой процесс в виде слияния двух гаплоидных клеток. Образовавшаяся диплоидная зигота делится мейозом и даёт 4 споры, из которых развиваются новые дрожжевые клетки.

Базидиомицеты.

Это высшие грибы. Мицелий септирован, в жизненном цикле преобладает дикариотическая стадия. Это стадия двуядерного мицелия, т.е. каждая клетка содержит два гаплоидных ядра. Тело базидиомицетов многолетнее и занимает большую площадь. Бесполое размножение происходит вегетативным путём и крайне редко спорообразованием. Половой процесс происходит в форме соматогамии, т. сливаются не специализированные соматические клетки мицелия. Эта вновь образованная клетка даёт начало базидии, в которой развиваются базидиоспоры – споры полового размножения. Сами базидии формируются на плодовых телах.У базидиомицет можно выделить несколько экологических групп, которые имеют особое значение в природе.

•  ксилофилы грибы, поселяющиеся на древесине. Это, в основном, грибы-сапротрофы (или факультативные паразиты). Поселяясь на стареющей или отмирающей древесине, они разрушают её (трутовики, чага, опята, вешенки).

• почвенные сапротрофы, обитающие на гниющем опаде.

•  микоризные грибы, образующие симбиоз с высшими растениями. Сюда же относятся шляпочные грибы.

• .специализированные паразиты. В основном они паразитируют на высших растениях. Они характеризуются высокой степенью специализации: каждый вид паразитируют на определённом виде растения и чётко приспособлены к жизненному циклу хозяина. Эти паразиты не приводят к гибели хозяина.

33. Водоросли как особая группа фотосинтезирующих живых организмов. Общая характеристика. Строение клетки, пигменты, запасные вещества, особенности размножения.

 водоросли ведут прикреплённый образ жизни. Поэтому водоросли часто относят к подцарству Низшие растения. По другим воззрениям водоросли (наряду с простейшими организмами) относят к отдельному классу Протоктисты.Для низших растений характерно:

• 1. отсутствие дифференцировки тела на ткани и органы, тело представлено слоевищем. Таллом может быть одноклеточным, многоклеточным или колониальным.

• 2. в онтогенезе отсутствует зародышевая стадия

• 3. питание низших растений может быть автотрофным и гетеротрофным, которое подразделяется на голозойное (заглатывание пищи) и голофитное (всасывание пищи всей поверхностью тела).

• 4. в клеточной стенке выделяют особый наружный слой – пелликулу

Большинство водорослей являются водными организмами, обитающими как в пресных, так и солёных водоёмах. Вместе с тем многие виды водорослей из отделов Зелёные водоросли и Диатомовые водоросли могут обитать в наземных условиях (на переувлажнённых почвах, стволах старых деревьев).Водоросли устроены достаточно просто. У них нет тканей и органов, поэтому тело водорослей называется талломом.Внешнее строение водорослей также не отличается большим разнообразием. Они могут быть одноклеточными, многоклеточными и колониальными. В зависимости от морфологических особенностей выделяют:)амебоидная,2)коккоидная,3)монадная,4)палмеллоидная,5)нитчатая ветвящаяся ,6)фональная ,харофитная Эти типы имеют самостоятельное происхождение, возможно путём эндосимбиоза разных протоактист.Для всех клеток водоросли характерна клеточная стенка. В её состав часто входят карбонаты кальция и кремнезём (они придают прочность) или альгиновые кислоты.Практически у всех водорослей в состав клеточной стенки входит пелликула, непосредственно контактирующая с внешней средой. Это наружная часть клеточной стенки, отличающаяся особой плотностью и ригидностью. Пелликула слабо выражена лишь у водорослей амёбоидной структуры. Возникновение пелликулы связано с водным образом жизни.В цитоплазме располагаются органоиды общего назначения и вакуоль. Центриоли у большинства водорослей имеются.В хроматофорах присутствуют особые тельца – пиреноиды, имеющие белковую природу. Они являются центрами образования первичного крахмала.

34. Характеристика отделов: Красные водоросли, Зеленые водоросли, Бурые водоросли. Распространение и практическое использование в медицине и фармации.

Красные водоросли

Группа высокоорганизованных и высокоспециализированных морских водорослей. Таллом багрянок имеет вид разветвлённых многоклеточных нитей ярко-красного цвета, прикрепленных к субстрату с помощью ризоидов. Нередко нити склеены слизистом веществом, поэтому скользкие на ощупь. Таллом багрянок подразделяется на нижнюю часть – ризоиды и верхнюю, связанную с фотосинтезом. На верхней части таллома формируются скафидии – вместилища для женских и мужских половых органов. Такая дифференциация таллома – первый шаг к специализации и появлению тканей.Фотосинтезирующая часть таллома у красных водорослей очень часто является сильно рассечённой и морфологически таллом напоминает побег высших растений. Значительная рассечённость таллома обусловлена тем, что подавляющее большинство видов красных водорослей – это глубоководные организмы, рассечённость увеличивает возможность улавливания рассеянного солнечного света.В строении клеток отмечаются все органоиды общего назначения и пластиды в виде зёрен или небольших пластин. Фотосинтезирующими пигментами у багрянок выступают хлорофиллы А и Д, а в качестве дополнительных пигментов – каротиноиды и фикобелины, которые содержат фикоэритрин (красный цвет) и фикоцианин (синий цвет). Благодаря фикобелинам багрянки могут использовать для фотосинтеза жёлтые и зелёные лучи, проникающие на максимальную глубину (268м), где освещённость в 1.000 раз слабее, чем на поверхности воды. Запасное вещество багрянок – особый багрянковый крахмал. Он откладывается не в хроматофорах (как у зелёных водорослей), а в цитоплазме. Особенности строения клеточной стенки багрянок.В состав клеточной стенки входят особые уникальные углеводы – полисахариды агар и карраген, способные образовывать гель. Это имеет защитное значение, предохраняет организм водоросли от выщелачивания (вымывания). В жизненном цикле преобладает спорофит, он представлен талломом. Гаметофит мелкий, он служит для формирования половых органов и гамет. У многих видов багрянок гаметофиты вообще не обнаружены. Половой процесс протекает в форме оогамии, причём мужские гаметы лишены жгутиков и переносятся токами воды. Редукция гаметофита является чертой высокой специализации. Красные водоросли играют существенную роль в морских и океанических системах и используются человеком. Например, багрянки родов порфира и родимения – пищевой деликатес в ряде стран Юго-Восточной Азии. Из багрянок рода анфельция добывают агар и карраген, которые используются для получения. Агар-агар используется при культивировании микроорганизмов и в пищевой промышленности.

Зеленые водоросли

Большинство зелёных водорослей пресноводные организмы, обитающие в стоячих или проточных водоёмах с раной степенью чистоты воды. Например, одноклеточные планктонные водоросли хламидомонада и хлорелла обитают в водоёмах, загрязнённых органическими и неорганическими веществами. При их массовом размножение наблюдается цветение воды (вода зелёного цвета и непрозрачна). С другой стороны, нитчатая водоросль спирогира обитает исключительно в чистых проточных водоёмах.Зелёные водоросли, населяющие морские водоёмы практически не имеют конкурентов в лице высших растений. Обитают на глубине от Х см до 200м.Морские водоросли могут быть планктонными (одноклеточные водоросли, находящиеся во взвешенном состоянии в толще воды) и бентосными (прикреплены ко дну с помощью ризоидов – ульва). Водоросли могут обитать и на суше, но только на сильно увлажненной почве. Часто наземные водоросли являются эпифитами, населяют стволы деревьев, здания, скалы (где есть много влаги).Почвенные водоросли имеют микроскопические размеры, они широко встречаются в почвах большинства климатических зон. Играют большую роль в почвообразовании.Водоросли снега и льда также микроскопически малы: глазом заметны только их большие скопления. Наибольшую известность с давних времён получило явление «красного снега», обусловленное одним из видов хламидомонады снежной. Красная окраска обусловлена каратиноидами, и является защитой от солнечных лучей (прежде всего УФ).Значение водорослей

1. мощные продуценты биомассы. В экосистеме Мирового океана составляют основу трофических цепей

2. вносят огромный вклад в обогащение биосферы О₂, поддерживают баланс О₂/СО₂

3. служат пищей простейшим, мелким ракообразным, насекомым и позвоночным.

4. могут утилизировать большое количество минеральных и органических веществ, поступающих в водоёмы. В этот период наблюдается цветение воды – массовое размножение зелёных одноклеточных водорослей в ответ на загрязнение водоёма (изменение продуктивности водных экосистем при увеличении элементов питания, называется эвтрофикацией).

5. широко используются в разных направлениях биотехнологии, т.к. дают большой прирост биомассы.

Бурые водоросли

Обитатели морей и океанов. Среди них встречаются виды с наиболее крупным талломом, который имеет вид неразветвлённой пластины длиной 10м, хотя иногда встречаются нитчатые формы. Таллом бурых водорослей полярен: нижний полюс представлен ризоидами, верхний (гораздо больший по размерам) выполняет функции фотосинтеза и размножения. Наиболее важные для человека виды – ламинария сахаристая и фукус пузырчатый. Особенности клеточного строения

• в клетках бурых водорослей находятся особые полисахариды – альгиновые кислоты. Альгиновые кислоты и их производные – ортоальгинаты обладают уникальной способностью образовывать гели. Поэтому клеточные стенки способны к ослизлению, что имеет защитное приспособления для обитающих в воде организмов (предохраняет от выщелачивания). Человек использует альгиновые кислоты для получения паст, кремов и современного шовного материала.

• состав пигментов у бурых водорослей уникален. Основными фотосинтетическими пигментами являются хлорофилл А, дополнительными – хлорофилл С, и каротиноиды. Среди них необходимо выделить фукоксантин, который обеспечивает бурую и жёлтую окраску водорослей.

• пластиды небольшие, линзовидные

• запасные вещества у бурых водорослей – это полисахарид ламинарин, спирт маннит и липиды. Причём накапливаются они не в пластидах, а в цитоплазме.Размно­жается ламинария вегетативным способом (кусками слоевища), спорообразованием и половым способом.На слоевище ламина­рии в бугорках (спорангиях) формируются двужгутиковые зооспоры. Выплыв из спорангия, споры оседают на дно и прорастают в дву­домные заростки (нить размером 1-2см). На одних заростках развиваются мужские половые органы – антеридии, в которых образуются сперматозоиды. На других заростках развиваются женские половые органы – оогонии, в них образуются яйцеклетки. После оплодотворе­ния формируется зигота, которая прорастает в новое растение с диплоидным набором хромосом.Итак, заростки являются половым поколением (гаметофитом), а собственно растение ламинарии является бесполым поколением (спорофитом). Следовательно, у бурых водорослей выражена смена половой и бесполой фаз развития. В жизненном цикле преобладает спорофит. Гаметофиты сильно редуцированы и живут недолго. У фукуса гаметофиты вообще отсутствуют, а половые органы – антеридии и архегонии – находятся в особых углубления таллома – скафидиях. Значение бурых водорослей. В морских экосистемах образуют значительную биомассу и выделяют много О₂.Слоевище ламинарии широко используются в пищу, а в медицине для получения иода (для профилактики заболеваний щитовидки), для лечения атеросклероза, как слабое слабительное. Альгинаты и их производные являются уникальным склеивающим материалом.

35.Отдел Моховидные – особая гаметофитная линия развития высших споровых растений. Класс листостебельные мхи. Основные черты организации, строение таллома. Цикл развития и чередование поколений. Распространение в природе и практическое использование мхов.

Мхи – наземные растения, нет сосудов и механической ткани. Тело разделено на стебель и листообразные выросты, корней нет, есть ризоиды. Имеют небольшие размеры-приуроченность к влажным местообитаниям. Мохообразные насчитывают до 27000 видов.Подразделяются на 3 класса: печеночники, или маршанциевые; антоцеротовые; листостебельные мхи. Распространены на всех материках земного шара Взрослое растение имеет либо талломную форму с одноклеточными или многоклеточными ризоидами. Моховидные - единственный отдел в жизненном цикле которых господствует гаметофаза. На гаметофите формируются половые органы - антеридии и архегонии. В результате полового процесса на гаметофите развивается спорофит, живущий на гаметофите и питающийся за счет него. Спорофит моховидных —спорогон — состоит из коробочки и ножки, нижняя расширенная часть которой — стопа внедряется в ткань гаметофита и доставляет спорофиту воду и питательные вещества

Вегетативные органы сформированы ассимиляционной, проводящей, запасающей и покровной тканями. Листья безчерешковые , расположены по спирали, цельные с черешком или без.

Основная функция спорофита — образование спор. С момента прорастания споры начинается развитие гаметофита. Прежде всего развивается разветвленная нитчатая (у большинства мхов) или пластинчатая (у сфагнума) протонема, на которой закладываются почки. Из почек протонемы формируются пластинчатые слоевища или листостебельные побеги, на которых развиваются антеридии и архегонии.

ЛИСТОСТЕБЕЛЬНЫЕ МХИ. Включает ок. 14,5 тыс. видов. Распространены в холодных и умеренных зонах обоих полушарий. Листостебельные мхи расчленены на стебель и листья. Листья расположены спирально и собраны на верхушке в виде почки. Различают мхи ортотропные – с вертикальным ростом стебля и плагиотропные – с горизонтальным. На любой части стебля могут возникнуть ризоиды – волосковидные образования (приклепление,адсорбция.) У ряда мхов лист состоит из двух типов клеток: зелёных, осуществляющих фотосинтез, и мёртвых, бесцветных водоносных клеток. Размножение в основном вегетативное. При разрастании моховой дерновины нижняя часть разветвлённого материнского растения отмирает, а верхние части представляют собой обособленные особи. Играют ведущую роль в растительных сообществах (моховые тундры, замоховелые леса). Встречаются листостебельные мхи в степях, на скалах, в водоёмах.