Общие сведения по курсу биологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.Предмет ботаники

Ботаника как биологическая наука

На сегодняшний день ботаника представляет собой сложную систему научных дисциплин, каждая из которых имеет свои задачи и свои собственные методы исследования. Морфология растений - один из наиболее рано сформировавшихся разделов ботаники. Она изучает особенности внешнего строения растений и их отдельных органов, выясняет закономерности их образования, как меняется морфологическое строение в ходе индивидуального и исторического развития организма.Анатомия растений изучает внутреннее строение растений и их органов. Она включает в себя цитологию (науку о клетке) и гистологию (науку о растительных тканях).Систематика - один из основных разделов ботаники. Она занимается классификацией растений и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между ними (филогения). География растений выявляет закономерности распространения растений и их сообществ на поверхности Земли. Из нее в конце 19 века выделилась геоботаника, которая исследует фитоценозы - растительные сообщества, их состав, структуру и распространение. Близко к географии растений стоит экология, которая выясняет взаимоотношения растений с внешней средой и, в том числе, с другими организмами. Установление видового состава растений (флоры) какой-либо определенной территории обычно называется флористикой, выявление областей распространения (ареалов) отдельных видов, родов и семейств в хорологией (фитохорологией). Палеоботаника - наука о вымерших ископаемых растениях. Она имеет первостепенное значение для восстановления истории развития растительного мира. Данные палеоботаники используются для решения многих вопросов систематики, морфологии (включая анатомию) и исторической географии растений.

2. Прокариотическая клетка

Особенности строения клеток сине-зеленых водорослей

Прокариоты -- организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий). Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов -- линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), археи, а также постоянные внутриклеточные симбионты эукариотических клеток -- митохондрии и пластиды. На примере: Клетка хламидомонады имеет округлую или элипсовидную форму и одета оболочкой, у старых особей несколько отстающей от задней части протопласта. В клетке имеется одно гаплоидное ядро, чашевидный хроматофор, в который погружены глазок (стигма) и сократительные вакуоли, находящиеся в передней части клетки. На переднем конце расположены также два жгутика, играющие роль органов движения.

3. Эукариотическая клетка

Структура эукариотической клетки. Принципиальные различия между растительной, грибной и животной клетками. Эукариоты (эвкариоты) (от греч. ех -- хорошо, полностью и кЬс?пн -- ядро, орех) -- организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства (кроме динофлагеллят) комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты -- митохондрии, а у водорослей и растений -- также и пластиды.

Состоит: Ядро, плазматич. мембрана, цитоплазма, митохондрия, аппарат гольджи, ядерная оболочка, эндоплазматич. ретикул. Сравнительная характеристика эукариотических клеток организмов различных царств.

Несмотря на единый принцип строения и сходный химический состав, между клетками эукариотических организмов разных царств имеются существенные различия

52. Отдел папоротниковидные, происхождение, особенности морфологического и анатомического строения

Цикл развития папоротников. Использование папоротников в медицине.

ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ:

одна из важнейших групп зеленых растений, обычно характеризующихся крупными перистыми листьями (вайями), спирально свернутыми в почках, и низкими, часто подземными стеблями; только у некоторых тропических папоротников стебли высокие, и по облику эти виды напоминают деревья. От моховидных папоротниковидные, как и прочие "высшие растения" (саговниковые, хвойные, цветковые и др.), отличаются присутствием специализированной сосудистой ткани, доставляющей воду и питательные вещества ко всем органам, поэтому их корни, стебли и листья по определению считаются "настоящими". Однако ни цветков, ни семян папоротниковидные не образуют и размножаются спорами, обычно формирующимися на нижней стороне вай. К папоротниковидным относятся примерно 9000 современных видов, прежде выделявшихся в тип Pteridophyta, а в современных системах составляющих отдел Pterophyta или класс Filicinae.Палеоботаника. Папоротниковидные - одни из древнейших наземных растений. Они известны с палеозойской эры (ок. 350 млн. лет назад) и были особенно обильно представлены в каменноугольном периоде (остатки живших в то время папоротниковидных образовали залежи каменного угля). Самые примитивные семейства этой группы полностью вымерли, и судить о них можно только по окаменелостям. Древние семейства осмундовых (Osmundaceae) и мараттиевых (Marattiaceae) сейчас представлены очень немногими видами. Все прочие современные семейства появились не раньше середины мезозоя (ок. 150 млн. лет назад), и число видов в них с тех пор уменьшилось, если не считать семейства многоножковых (Polypodiaceae), объединяющего самые обычные из ныне живущих папоротников.

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПАПОРОТНИКА

Жизненный цикл папоротника включает смену бесполого и полового поколений - спорофита и гаметофита. Спорофит - всем известное зеленое растение - образует спорангии, часто выглядящие как красновато-бурые бугорки на нижней стороне обычных листьев или на специализированных листьях (спорофиллах). Спорангии рассеивают тысячи спор, каждая из которых в благоприятных условиях прорастает в тонкую зеленую пластинку диаметром обычно ок. 6 мм. Это гаметофит, называемый заростком и обычно нами не замечаемый. На нем развиваются мужские и женские половые органы - антеридии и архегонии. Когда они созревают, сперматозоиды из антеридиев плывут по покрывающей заросток пленке воды в архегонии и оплодотворяют здесь яйцеклетки. Из зиготы образуется новый спорофит, и жизненный цикл завершается.

51.Одел хвощевидные, происхождение, особенности морфологического и анатомического строения

Цикл развития хвощей.

Хвощи - древние растения, которые появились позднее плаунов в девоне палеозойской эры, а достигли расцвета в каменноугольный период. В палеозое хвощевидные отличались исключительным разнообразием жизненных форм: среди них встречались травы, кустарники, лианы и деревья, достигавшие 20 м высоты (каламиты, клинолисты). Вместе с лепидодендронами и сигилляриями эти формы образовывали каменноугольные леса. К началу мезозойской эры хвощовые постепенно почти все вымерли. В наше время весь отдел хвощевидных представлен одним родом Хвощ (Equisetum), включающим около 25 видов. Важные особенности хвощей:Хвощи Equisetum - конская щетина (хвощ - хвост - отсюда же) Клоны Самый маленький- Х. Камышковый, Самый большой - Х. многощетинковый (9м) членистые стебли, узлы с мутовками («воротничками»). Моноподиальное ветвление. Веточки прорывают влагалище листьев. Фотосинтезируют, полые. Устьица в ложбинках. Сложные стробилы из спорангиофоров. Корневища. Вертикальные - отрезки обычных побегов. Горизонтальные - Более толстые, с длинными междоузлиями. Ветвящиеся горизонт. Корневища - захват территории. Листовые влагалища с волосками, выделяющими слизь. Почки б. ч. остаются спящими. Мутовки корней. Клубни - утолщённые крахмалоносные междоузлия веточек. Корней мало, зато с сосудами. Листья в основном защищают вставочную меристему. На протяжении одного междоузлия приросли (доказывается ходом проводящих пучков и «межлистовым» заложением ветвей). У основания каждой ветви - зачаток корня. (Формируется общий зачаток, под землёй развивается только корень, над землёй - только лист.) Лёгкое развитие придаточных корней при засыпании Гуттация на внутренней (верхней) стороне листьев Мейозы летом, споры в конце лета или весной. (а у полевого?) Высыпание спор благодаря вытягиванию оси стробила. Споры (с элатерами{были случаи работы элатер у вымерших представителей (Elaterites- 300 млн. лет до н.э.}) - гаметофит (очень мелкий, зелёный), многодомный, сначала - нитевидный, затем - пластинчатый, затем - массивный. Спермии сложные - крупные - многожгутиковые. Хемотаксис. N = 108 всегда Трахеиды в стебле и СОСУДЫ в корнях Вставочный рост. После дифференцировки меристемы во взрослом побеге - труднее рвётся. Эпидерма включает кремнезём между пучками целлюлозы (гранулы) + слой на поверхности. Сверху - воск Устьица - гребни/борозды или бугорки («молния») Механическая ткань в виде тяжей под гребнями стебля Ядовиты (в том числе в составе сена - для скота) Молодые спороносные побеги х. полевого - напротив, съедобны (как?)распространение. Хвощи довольно широко распространены на Земле, особенно в Северном полушарии. Однако в Австралии и в Африке они существуют только как заносные растения, а в Новой Зеландии хвощей нет.Встречаются хвощи в различных растительных сообществах, но обязательно с достаточным или избыточным увлажнением. По берегам водоемов, в сырых лесах, в некоторых типах низинных болот хвощи нередко доминируют в травянистом покрове. Благодаря хорошо развитой корневищной системе, масса которой может превышать надземную в несколько раз, хвощи могут успешно конкурировать с другими растениями, а также переживать засуху и лесные пожары.Наибольшее распространение имеют хвощи следующих видов: Хвощ луговой (E.pratense), Хвощ лесной (E.sylvaticum), Хвощ полевой (E.arvense), Хвощ зимующий (E.hyemale), Хвощ болотный (E.palustre), Хвощ приречный, или топяной (E.fluviatile) и другие.

Известны хвощи и как лекарственные растения. Хвощ лесной употребляется в народной медицине как мочегонное и вяжущее средство, а отвар зимующего хвоща - при суставных ревматизмах и как мочегонное. В народной медицине побеги хвоща полевого, трудноискоренимого сорняка, применяют при воспалительных заболеваниях почек и мочевыводящих путей, при камнях в почках и мочевом пузыре, а также при плевритах, воспалении и туберкулезе легких в виде отвара. Жизненный цикл хвощей похож на цикл папоротниковидных: он характеризуется преобладанием спорофитного поколения. Спорангии находятся в спороносных шишках (стробилах) на хорошо заметных бесцветных или бледно-бурых спорангиофорах. Упавшие на землю споры прорастают мелкими (до 3 см в диаметре) зелёными заростками; после оплодотворения из них развивается спорофит.

50. Отдел Плауновидные, их происхождение

Особенности морфологического и анатомического строения. Варианты стелы. Циклы воспроизведения и особенности гаметофитов равноспоровых (плаун) и разноспоровых (селагинелла) плауновидных. Виды плаунов и их использование в медицине. Отдел плауновидные - это очень древняя группа, возникшая в силуре палеозойской эры. В каменноугольном периоде, примерно 300 млн. лет назад, на Земле были широко распространены два вымерших рода плауновидных - лепидодендрон (Lepidodendron) и сигиллярия (Sigillaria) - древовидные растения со стволами высотой до 46 м при диаметре 0,9-1,8 м. Из них состояли обширные заболоченные леса. Ветвились стволы и ветви этих деревьев дихотомически, т.е. разделялись на вершине на два одинаковых побега следующего порядка. Некоторые виды образовывали шишки длиной до 90 см. Несмотря на огромные размеры, у них слабо была развиты проводящие и механические ткани и основную массу ствола составляла кора, покрытая остатками оснований листьев. Отсюда и название этих родов: лепидодендрон - «чешуедрев», сигиллярия - «печатное дерево». В современной флоре плауны представлены невысокими травянистыми растениями. Побег и корень этих растений дихотомически ветвятся. У стебля нет междоузлий и узлов. Мелкие, иногда чешуевидные листья располагаются спирально вдоль оси побега. Споры образуются на верхней стороне листочков, называемых спорофиллами, которые обычно собраны в колоски или шишечки (стробилы) на концах вертикально поднимающихся побегов. Споры образуются либо одинаковые, либо двух типов - мелкие микроспоры и крупные мегаспоры. Первые свободно рассеиваются, а вторые часто прорастают внутри вместилища, в котором формировались (в мегаспорангии), отчасти гомологичного семяпочке семенных растений.В зависимости от того, какие типы спор образуют плауны они подразделяются на два класса: класс Lycopodiopsida (равноспоровые) и класс Isoёtopsida (Полушниковые, разноспоровые).Виды плаунов используют как лекарственные, красильные, косметические и декоративные растения. В научной медицине применяют споры (обычно плауна булавовидного) для приготовления детских присыпок, пересыпания пилюль. Споры содержат до 50% жирного невысыхающего масла, алкалоиды, фенольные кислоты, белки, сахара, минеральные соли. Гаметофит обоеполый, по форме напоминает луковичку, позднее разрастается до 2-3 см и имеет блюдцевидную форму. Антеридии и архегонии размещены бок о бок на верхней стороне и погружены в паренхимную ткань. Антеридии овальной формы, архегонии - колбовидной. Своеобразие плаунов заключается в их исключительной примитивности, как спорофитов, так и гаметофитов, что связано с большой древностью этого рода; это самый древний род из всех высших растений на Земле. К числу примитивных признаков относятся:- дихотомическое ветвление стеблей и корней;- отсутствие строгой детерминированности при заложении побегов и корней;- отсутствие придаточных корней;- анатомическое сходство в строении стеблей и корней;- наличие самых примитивных типов стели у ряда видов - протостелы и актиностелы;- большая продолжительность жизни гаметофитов;- наличие длинной шейки архегония. Все это позволяет рассматривать род плаун как истинно живое ископаемое растение.

49.Моховидные как особая линия эволюции наземных растений

Особенности морфологии, анатомии и физиологии. Своеобразие цикла воспроизведения. Распространение и значение моховидных.Мохообразные, представляют собой довольно крупный, насчитывающий около 20 тысяч видов, отдел растительного царства. Мохообразные представители высших, или побеговых, растений. Это наиболее примитивный тип в категории высших растений. Мохообразные имеют различные приспособления к наземному образу жизни, и в то же время у них сохранились черты водных растений. В большинстве случаев мохообразные слабо приспособлены к обитанию на сухих местах, они растут в среде с повышенной влажностью болота, леса, сырые луга, где нередко образуют сплошной покров. Существуют виды, которые растут только в воде. Мхи автотрофные растения.Они состоят из нитевидного зеленого тела -- протонемы, расположенного на поверхности почвы или в почве, от которого отходит вертикальный стебель со спирально расположенными листьями толщиной в одну клетку. От основания стебля тянутся многочисленные бесцветные, похожие на корни выросты, называемые ризоидами. Вегетативные органы листостебельных мхов включают ассимиляционную, проводящую, запасающую и покровную ткани. Однако, в отличие от других высших растений, у них отсутствуют настоящие сосуды и механические ткани.Стебель". Настоящие стебли и листья у мхов отсутствуют, и соответствующие им структуры обозначают особыми терминами -- каулидии и филлидии (филлоиды). У многих мхов клетки каулидия недифференцированны, у других наблюдается центральный тяж из толстостенных клеток. Они, несомненно, выполняют опорную функцию, но не эквивалентны проводящей системе -- специализированным тканям, служащим для транспорта воды и питательных веществ у сосудистых растений. Большая часть воды и солей, необходимых для жизнедеятельности мхов, втягивается в их тело из внешней среды капиллярными силами через щели между филлидиями и каулидием. Небольшая высота стебля обусловлена также отсутствием настоящих сосудистых и хорошо развитых меха­нических тканей."Листья". Филлидии бывают разными по форме и размеру. Обычно они состоят всего из одного слоя клеток, но у некоторых видов по краям филлидия этих слоев несколько. Если присутствует средняя жилка толщиной в несколько клеток, она бывает одиночной, доходящей до вершины филлидия, или двойной и короткой. У некоторых видов на ней образуются пластинчатые или столбчатые выросты. Форма филлидия бывает округлой, овальной, ланцетной, продолговатой или линейной, а его край может быть цельным или зубчатым, плоским или свернутым. Эти признаки достаточно видоспецифичны и используются в таксономии. Листорасположение спиральное; корней нет, а их функцию выполняют ризоиды.Ризоиды. Роль корней играют многоклеточные ветвящиеся нити -- ризоиды. В отличие от настоящих корней многоклеточные ризоиды состоят из одинаковых клеток и лишены проводящих тканей. Ввиду недостаточной эффективности ризоидов как водопоглощающего органа мхи никогда не достигают высоты более 15--20 см.У молодых мхов они всасывают из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами, но со временем эту способность утрачивают и служат просто для закрепления растения в субстрате.

Значение мохообразных

Мхи распространены в основном в областях с умеренным и холодным климатом, в таежных лесах, на болотах. В тундре и лесотундре они защищают вечную мерзлоту от нагревания солнечными лучами. Нарушение целостности мохового покрова (при пожарах, строительстве, проезде транспорта и др.) ведет к увеличению глубины протаивания и к образованию оврагов, котловин и оползней. Кроме того, моховой покров играет важную роль в регуляции водного режима почвы. Мхи могут накапливать воду в огромных количествах. Болота - это своеобразные резервуары пресной воды, из которых берут начало речные системы. Поэтому нерациональное осушение болот может привести к серьезным экологическим последствиям. Мхи устойчивы к резким колебаниям температуры и засухе, поэтому наряду с лишайниками они нередко выступают в роли первых поселенцев на бедных почвах, голых скалах, осыпях и пожарищах. Постепенно отмирая, мхи обогащают почву органическими веществами, подготавливают ее для заселения другими растениями. Наибольшее практическое значение имеют сфагновые мхи. Из отмерших остатков сфагнума образуются залежи торфа. Торф - ценное сырье для получения воска, парафина, аммиака, спирта и т.д. Он используется в медицине, в строительной промышленности, в качестве топлива, удобрений. В последние годы мхи также используют в качестве индикаторов состояния окружающей среды. Мхи распространены на всех континентах мира, однако неравномерно. В тропических странах встречаются преимущественно в горах. Очень немногие виды растут в засушливых местообитаниях, например, в степях. Основное разнообразие видов сосредоточено в северном полушарии, в областях с умеренным и даже холодным климатом. В сложении некоторых типов растительных покровов, особенно болот и лесов, им принадлежит видная роль. В условиях холодного климата на сырых местах в сосновых и еловых лесах, в тундре они нередко образуют сплошной ковер. Обилие видов, почти повсеместное распространение, заселение обширных территорий - все свидетельствует о видной роли моховидных в природных растительных группировках. Моховой покров играет важную роль в регуляции испарения влаги из почвы.

40.Систематика растений как ботаническая дисциплина

Понятие о таксономических категориях и таксонах, бинарная номенклатура.Систематика - наука, занимающаяся вопросами классификации живых существ. Предмет систематики - описание, наименование, классификация и построение системы растительного мира Земли.

Методы систематики:

* морфологические - изучение внешнего и внутреннего строения вегетативных и особенно генеративных органов (в том числе палинологический - изучение строения пыльцы);

* физиолого- биохимические - изучение физиологии и биохимического состава растений;

* генетические - изучение хромосомного аппарата.Искусственные системы - системы, построенные на основе небольшого количества признаков.

Естественные системы - системы, построенные на основе совокупности признаков. Филогенетические системы - системы, построенные на основе родственных связей между таксонами. Таксономические категории - ранг или уровень в иерархии таксонов. Таксон - реально существующая группа (или существовавшая) отнесенная к определенной таксономической категории. Принцип иерархии (соподчинения) таксонов: старшие таксоны охватывают систему низших таксонов, также расположенных в порядке иерархии. Самая младшая систематическая единица - вид. Вид - это исторически сложившаяся совокупность особей, сходных по морфо-функциональным свойствам, способных скрещиваться между собой, занимающих определенный ареал. Каждый вид имеет научное название (бинарное), состоящее из двух слов: первое слово обозначает, к какому роду относится растение, второе - видовое. После бинарного названия стоит сокращенная фамилия ученого, впервые описавшего данный вид.В растениеводстве используется понятие сорт (variance или cultivar), обозначается сокращенно «var., или cult» после названия вида. Сорт - это группа особей в пределах вида, которые отличаются мелкими, наследственно закрепленными признаками от других особей вида.Основные таксономические категории пример таксоновцарство - regnum растения - Plantae,Vegetabileотдел - divisio цветковые - Anthophytaкласс - classis однодольные - Liliopsidaпорядок - ordo мятликоцветные - Poalesсемейство - familia мятликовые - Poaceaeрод - genus пшеница - Triticumвид - species пшеница твердая - Triticum durumОкончания в русских названиях таксоновотдел - ....образныекласс - ....видныепорядок - ...подобные, ...цветные (покрытосеменные)семейство - ....овые, ..евыеВыделяют 2 раздела систематики, изучающие высшие растения (семенные) и низшие растения (споровые)

41.Грибы как самостоятельное царство эукариотических организмов

Строение клетки. Вегетативное тело грибов. Способы питания грибов. Грибы - самостоятельное царство эукариотических микроскопических и макроскопических свободноживущих и паразитических организмов, входящих в классы хитридиомицетов, гифохитридиомицетов, оомицетов, зигомицетов, аскомицетов, базидиомицетов, дейтеромицетов. Аско-, базидио- и дейтеромицеты относятся к высшим грибам, остальные - к низшим. Строение: У множества клеток грибов имеется клеточная стенка, отсутствует она лишь у зооспор и вегетативных клеток некоторых примитивных грибов. На 80--90 % она состоит из азотистых и безазотистых полисахаридов, у большинства основным полисахаридом является хитин, у оомицетов -- целлюлоза. Также в состав клеточной стенки входят белки, липиды и полифосфаты. Внутри находится протопласт, окружённый цитоплазматической мембраной. Протопласт имеет строение типичное для эукариот. Есть запасающие вакуоли, содержащие волютин, липиды, гликоген, жирные кислоты (в основном ненасыщенные) и другие вещества. Ядер одно или несколько. У различных групп преобладают различные стадии по плоидности.Основа тела грибов -- мицелий (грибница) -- система тонких ветвящихся нитей -- гиф. Грибница обычно имеет большую общую поверхность, так как через неё осмотическим путём всасывается пища. У низших грибов мицелий не имеет клеточных перегородок, то есть является синцитием. Гифы растут апикально и обильно ветвятся. При образовании органов спороношения, а иногда и вегетативных структур плотно переплетаются, образуя ложную ткань плектенхиму, иногда она может дифференцироваться на слои с различными функциями, обычно напоминает паренхиму, но в отличие от неё образуется не делением клеток, а переплетением гиф. Параллельное сплетение гиф образует мицелиальные тяжи, иногда достигающие больших размеров и называемые тогда ризоморфами (опёнок,домовый гриб). Особые видоизменения мицелия, служащие для перенесения тяжёлых условий, называются склероциями, из них развивается новый мицелий или органы плодоношения.У большинства грибов вегетативное тело представляет собой мицелий (грибницу), состоящий из тонких бесцветных нитей - гиф. Гифы способны к неограниченному верхушечному росту и боковому ветвлению. Мицелий пронизывает субстрат, и гриб всей поверхностью поглощает из него питательные вещества (субстратный мицелий). Мицелий может также располагаться и на поверхности субстрата, и подниматься над ним (поверхностный и воздушный мицелий) - тогда его можно видеть невооруженным глазом или при помощи лупы как белый или окрашенный, пушистый (иногда ватообразный) налет или пленку. На воздушном мицелии обычно образуются органы размножения.У низших грибов клетки мицелий неклеточный, он лишен перегородок и представляет собой как бы одну гигантскую клетку с большим числом ядер. У высших грибов мицелий разделен перегородками на отдельные клетки, содержащие одно, два или много ядер.У некоторых грибов, например дрожжей, вегетативное тело представлено одиночными почкующимися клетками. Если клетки при почковании не расходятся, из них образуются цепочки - псевдомицелий. Некоторые примитивные грибы имеют одноклеточный таллом, иногда лишенный клеточной стенки. Питание:Все грибы являются гетеротрофными организмами. Минеральные вещества гриб способен усваивать из окружающей среды, однако органические он должен получать в готовом виде. В зависимости от потребности в веществах, тот или иной вид грибов заселяет определённый субстрат. Грибы не способны усваивать крупные частички пищи, поэтому всасывают исключительно жидкие вещества через всю поверхность тела, при этом огромная площадь поверхности мицелия оказывается весьма выгодной. Внешнее пищеварение у грибов: Для грибов характерно внешнее пищеварение, то есть сначала в окружающую среду, содержащую пищевые вещества, выделяются ферменты, которые вне организма расщепляют полимеры до легкоусваиваемых мономеров, которые всасываются в цитоплазму. Некоторые грибы способны выделять все основные типы пищеварительных ферментов -- протеазы, расщепляющие белки; липазы, расщепляющие жиры; карбогидразы, расщепляющие полисахариды, поэтому они способны поселяться практически на любом субстрате. Другие грибы выделяют лишь определённые классы ферментов и заселяют субстрат, содержащий соответствующие вещества.

42. Размножение грибов

Варианты вегетативного размножения. Основные типы спор, их образование. Варианты половых процессов, возможные направления их эволюции. Споры полового размножения: аскоспоры и базидиоспоры, их образование и значение. Понятие о гимениальном слое. Плодовые тела. Грибы размножаются вегетативным, бесполым и половым путем.При вегетативном размножении от мицелия отделяются части, давая начало новому мицелию. Формой вегетативного размножения считают также и образование хламидоспор - толстостенных клеток, предназначенных для перенесения неблагоприятных условий. У дрожжей вегетативное размножение происходит путем почкования клеток. Бесполое размножение осуществляется спорами. Споры могут развиваться внутри специальных вместилищ - спорангиев (эндогенно) или на концах особых выростов мицелия - конидиеносцах (экзогенно). И споры и конидии лишены жгутиков; распространяются они воздушными течениями, каплями дождя, насекомыми, человеком. У некоторых грибов бесполое размножение происходит при помощи подвижных зооспор, снабженных жгутиками и способных к самостоятельному движению в воде. Зооспоры развиваются в зооспорангиях и не имеют клеточной стенки. Разнообразные формы полового размножения у грибов можно разделить на три большие группы: гаметогамия, гаметангиогамия и соматогамия. Гаметогамия - слияние гамет, образующихся в гаметангиях. Она встречается в трех формах: изогамия - слияние морфологически не различающихся гамет, гетерогамия - слияние гамет, различающихся по размерам и подвижности, и оогамия, когда крупные неподвижные яйцеклетки, формирующиеся в оогониях, оплодотворяются мелкими подвижными сперматозоидами, развивающимися в антеридиях. У некоторых грибов с оогамным половым процессом сперматозоиды не образуются и яйцеклетки оплодотворяются выростами антеридиев. Гаметангиогамия состоит в слиянии содержимого органов полового размножения: мужской гаметангий - антеридий - отдает свое содержимое в женский гаметангий - архикарп. При этом гаметы не образуются. Разновидность этого процесса, при которой гаметангии внешне не различаются между собой, получила название зигогамия. При соматогамии объединяется содержимое обычных соматических клеток мицелия - ни гаметы, ни органы полового размножения как таковые не образуются. Хологамию - слияние одноклеточных талломов у грибов, не имеющих развитого мицелия, относят к тому же типу полового процесса. Аскоспоры. У аскомицетов половым путём в специализированных булавовидных (реже шаровидных) клетках -- асках -- образуются споры, число которых всегда кратно двум. Базидиоспоры образуются после мейотического деления спор на базидии -- концевой клетке мицелия. Обычно на базидии развивается четыре споры. Гимемний, или гимениамльный слой -- микроскопически тонкий слой плодового тела базидиальных и сумчатых грибов, содержащий органы спороношения (базидии или аски). Гимений выстилает наружную поверхность гименофора или поверхность внутренних полостей плодовых тел замкнутого строения. Спорообразующие органы, как у базидиомицетов, так и у аскомицетов разделены короткими стерильными гифами -- парафимзами. Гимений базидиомицетов образуется непосредственно на траме, апотеции аскомицетов имеют дополнительный слой из переплетающихся гиф -- субгимений, или гипотеций. Плодомвое темло (спорокамрп, или карпофомр) -- репродуктивная часть организма гриба, образующаяся из переплетённых гиф мицелия. Функцией плодового тела является образование спор, возникающих в результате полового процесса (такие споры называют мейоспорами, в отличие от митоспор, образующихся без полового процесса, вегетативно). В обиходе плодовое тело обычно называется просто «гриб». Плодовое тело аскомицетов называют также аскокамрп или аскомма, а базидиомицетов -- базидиокамрп или базидиомма.Плодовыми телами называют также спороносящие органы слизевиков.

44.Отдел лишайники

Разнообразие морфологического и анатомического строения. Способы размножения. Значение в природе и жизни человека. Лишайники --это своеобразная группа живых организмов, тело (слоевище) которых образовано двумя организмами--грибом (микобионт) и водорослью или цианобактерией (фикобионт), находящимися в симбиозе. В составе лишайников обнаружено около 20 тыс. видов грибов и около 26 родов фототрофных организмов. Наиболее часто встречаются зеленые водоросли родов требуксия, трентеполия и цианобактерия носток, являющиеся авто-трофными компонентами примерно у 90% всех видов лишайников. Внутреннее строение: Тело лишайников (таллом) представляет собой переплетение грибных гиф, между которыми находится популяция фотобионта. По внутреннему строению лишайники разделяют на:

* гомеомерные (Collema), клетки фотобионта распределены хаотично среди гиф гриба по всей толщине таллома;

* гетеромерные (Peltigera canina), таллом на поперечном срезе можно чётко разделить на слои.

Лишайников с гетеромерным талломом большинство. В гетеромерном талломе верхний слой -- корковый, сложенный гифами гриба. Он защищает таллом от высыхания и механических воздействий. Следующий от поверхности слой -- гонидиальный, или альгальный[10], в нём располагается фотобионт. В центре располагается сердцевина, состоящая из беспорядочно переплетенных гиф гриба. В сердцевине в основном запасается влага, она также играет роль скелета. У нижней поверхности таллома часто находится нижняя кора, с помощью выростов которой (ризин) лишайник прикрепляется к субстрату. Полный набор слоёв встречается не у всех лишайников.Как и в случае двухкомпонентных лишайников, водорослевый компонент -- фикобионт -- трёхкомпонентных лишайников равномерно распределен по таллому, либо образует слой под верхней корой. Некоторые трёхкомпонентные цианолишайники образуют специализированные поверхностные или внутренние компактные структуры (цефалодии), в которых сосредоточен цианобактериальный компонент. Размножение лишайников: Размножаются лишайники в основном вегетативным путем: частями слоевища или с помощью специальных образований - соредий, изидий и лобул. Соредии имеют вид небольших комочков на поверхности таллома, но формируются внутри слоевища. Они состоят из одной или нескольких клеток водоросли, оплетенных гифами гриба. Этот порошковый налет сдувается ветром, смывается дождем, и, попадая на подходящие места, дает начало новым особям. Изидии - бугорчатые или ветвистые выросты на верхней поверхности слоевища. Они легко отрываются от материнского организма. Внутреннее строение изидия повторяет строение таллома, в нем можно различить корковый и гонидиальный слои. Лобулы, в отличие от изидий, имеют вид маленьких чешуек. Иногда изидии начинают расти непосредственно на материнском организме, образуя новые ветви. Половым путем размножаются грибы, входящие в состав лишайников, а именно аскомицеты. В этом случае на поверхности таллома развиваются апотеции или перитеции. Значение лишайников в жизни человека и животных велико. Это кормовые растения - к ним относят 3 вида кустистых лишайников:

* Кладонию альпийскую (Cladonia alpestris),

* К. лесную (С. sуlvatica) и * К. оленью (C. rangferina).

На севере эти виды зимой являются почти единственным источником пищи для северных оленей. Лишайники широко используют и как сырье для парфюмерной промышленности, где большее значение как сырье приобрела эверния сливовая (Evernia prunastri). Из этого лишайника получают резиноид - концентрированный спиртовой экстракт. Резиноид входит в состав целого ряда духов и одеколонов, также его используют и в косметических изделиях - в кремах, пудрах, мылах.Со временем глубокой древности лишайники служили сырьем для получения красителей для окраски шерсти и шелка. Открытые в слоевищах лишайников огромного количества специфических для них химических веществ, так называемых лишайниковых кислот, повлекло за собой изучение их антибиотических свойств. Этому способствовало открытие в 40-х годах антимикробных свойств у некоторых грибов и водорослей.В медицинской практике как противомикробное средство используют усниновую кислоту, которая применяется как антибактериальное средство наружно при лечении инфицированных ран, трофических язв, ожогов.

46.Размножение водорослей: вегетативное, бесполое и половое

Основные варианты циклов воспроизведений. Размножение водорослей разнообразно. Бесполое размножение водорослей может осуществляется как вегетативно (частями таллома), так и с помощью различных типов спор, таких как зооспоры, апланоспоры, автоспоры. Подвижные споры со жгутиками называют зооспорами, а неподвижные, лишенные жгутиков, - апланоспорами. В тех случаях, когда апланоспоры одеваются оболочкой внутри материнской клетки и принимают все ее отличительные черты, их называют автоспорами.У некоторых водорослей (трентеполия, бурые водоросли) образуются специальные спорангии или зооспорангии, отличающиеся по форме и размерам от обычных вегетативных клеток. У большинства же водорослей споры могут формироваться из любых обычных клеток таллома, ноВ зависимости от типов образующихся гамет у водорослей различают несколько типов полового процесса: изогамия, гетерогамия, оогамия. Оогамия распространена у водорослей со сложным многоклеточным талломом, при этом мужские и женские половые клетки развиваются в специальных органах - антеридиях и оогониях, обычно резко отличающихся от вегетативных клеток. Конъюгация - половой процесс, при котором сливается содержимое двух обычных вегетативных клеток (все клетки таллома в этом случае гаплоидны), физиологически выполняющих функцию гамет. Растения, образующие гаметы, могут быть обоеполыми - гомоталличными и раздельнополыми - гетероталличными. В первом случае к слиянию способны гаметы, происходящие из одного растения, а во втором - только от разных. Гетероталлизм может наблюдаться при любой форме полового процесса. У изогамных водорослей в этом случае одинаковые по внешнему виду гаметы оказываются физиологически различными и условно обозначаются «+» и «-». Воспроизведение себе подобных у водорослей совершается посредством вегетативного, бесполого и полового размножения. Вегетативное размножение одноклеточных водорослей заключается в делении особей надвое. У многоклеточных водорослей оно происходит несколькими способами, в том числе при механическом разрушении слоевища на части (волнами, течением, в результате погрызов животными) или вследствие процессов, сопровождающихся распадением нитей на многоклеточные или одноклеточные части. Например, делению нитей сине-зеленых водорослей на части нередко предшествует отмирание отдельных клеток. Иногда для вегетативного размножения служат специальные образования. На слоевищах сфацелярии (из бурых водорослей) вырастают почки, которые опадают и прорастают в новые слоевища. Харовые водоросли образуют одноклеточные или многоклеточные клубеньки, перезимовывающие и дающие новые растения. У ряда нитчатых водорослей (например, у улотрикса из зеленых) отдельные клетки округляются, накапливают большое количество запасных питательных веществ и пигментов, одновременно происходит утолщение их оболочки.

54.Отдел голосеменные, их происхождение

Особенности морфологического и анатомического строения. Отдел Голосеменные (Gymnospermae), или Сосновые (Pinophyta) насчитывает около 800 видов.Общая характеристикаВ жизненном цикле голосеменных преобладает диплоидная фаза, или спорофаза. Спорофит представляет собой побег с корнями. Голосеменные - это древесные растения (деревья или кустарники), травянистых форм среди них нет. Древесина состоит только из трахеид, за исключением представителей класса Гнетовых, поэтому ее называют гомоксилярной. В древесине образуются смоляные ходы, заполненные смолой, эфирными маслами и бальзамами. Причем у большинства голосеменных (кроме сосновых) смоляные ходы формируются в ответ на повреждение. По размерам листьев можно выделить мегафиллы (крупнолистные) и микрофиллы (мелколистные). У мегафиллов (например, у саговников) листья крупные перисто-рассеченные или цельные, напоминающие листья однодольных, иногда они нарастают верхушкой как листья папоротников. Большая часть голосеменных - микрофиллы, имеют мелкие листья, чешуевидные или игловидные (хвоя).Для голосеменных растений характерна корневая система стержневого типа. Придаточные корни образуются редко, чаще у примитивных форм. Поэтому вегетативное размножение встречается редко, например, пихта может размножаться отводками, кипарис - черенками. Голосеменные - разноспоровые растения, образуют микроспоры и мегаспоры. Спорангии располагаются на шишках: микроспорангии (пыльники) - на мужских шишках, мегаспорангии (семяпочки) - на женских. Мужская шишка представляет собой собрание видоизмененных листьев - микроспорофиллов, которые несут с нижней стороны пыльники (обычно 2). Из материнских (археспориальных) клеток пыльников в результате мейоза образуются микроспоры. Там же в пыльниках микроспора прорастает в мужской гаметофит - пыльцевое зерно. Пыльцевое зерно имеет две оболочки: экзину и энтину, и несет два пыльцевых мешка. В пыльцевом зерне имеются проталлиальные клетки (одна или несколько), которые соответствуют вегетативному телу заростка, а также антеридиальная клетка - результат редукции мужского гаметангия антеридия. Женская шишка представляет собой главную ось, на которой располагаются укороченные побеги с семенными чешуями (недоразвитые мегаспорофиллы). На верхней стороне семенных чешуй располагаются семяпочки, или семязачатки. Семяпочка состоит из нуцеллуса, окруженного покровом - интегументом. На одном конце семяпочки интегумент не срастается с нуцеллусом и образует пыльцевход - микропиле. Из одной клетки нуцеллуса в результате мейоза образуются 4 мегаспоры, 3 из которых погибают. В результате митотических делений оставшаяся мегаспора прорастает в женский гаметофит - зародышевый мешок, который включает в себя гаплоидный эндосперм (гомологичный вегетативному телу заростка) и два (или несколько) редуцированных архегония, несущих по одной яйцеклетке. Следует отметить, что у большинства гнетовых архегонии не образуются и яйцеклетки развиваются в процесс деления мегаспоры. У голосеменных эндосперм образуется до оплодотворения, поэтому его называют первичным.Таким образом, споры голосеменных развиваются в гаметофиты не покидая спорофита. Кроме того, гаметофиты сильно редуцированы, до небольшого количества клеток.

55. Цикл воспроизведение голосеменных на примере сосны обыкновенной

Понятие о стробиле. Семязачаток, его строение и развитие. Процесс опыления и оплодотворения, формирование семени.Сосна - крупное дерево, размножающееся семенами. Как известно, семена сосны и других хвойных образуются в шишках. Эти шишки и есть женские стробилы. Менее известны так называемые мужские шишки (стробилы), в которых созревает пыльца. Они появляются ранним летом и существуют весьма непродолжительное время. Строение мужского стробила. Микроспорогенез и микрогаметогенез. На продольном срезе через мужскую шишку хорошо выделяется ось, к которой крепятся микроспорофиллы. В основании каждого из них размещаются гнезда двух крупных спорангиев (пыльцевых мешков). Гнезда микроспорангиев заполнены археспориальной тканью. Процесс микроспорогенеза состоит в том, что клетки археспориальной ткани делятся путем мейоза, в результате образуются тетрады гаплоидных микроспор. Каждая микроспора (пыльцевое зерно) имеет две оболочки: внутреннюю тонкую - интину и наружную, грубую и прочную - экзину. Характерной особенностью микроспор хвойных являются так называемые воздушные мешки, повышающие аэродинамические качества пыльцы, которая распространяется ветром. Гаплоидное ядро микроспоры начинает делиться обычным митотическим путем. В результате двух, следующих друг за другом митотических делений, образуется четыре клетки: две проталлиальные, антеридиальная и сифоногенная. Проталлиальные (греч. проталлиум - заросток) клетки являются рудиментом вегетативного тела заростка. Эти клетки существуют очень непродолжительное время и вскоре разрушаются. Из сифоногенной (греч. сифон - трубка) клетки развивается пыльцевая трубка. Все дальнейшие изменения происходят с антеридиальной клеткой. Она делится еще один раз и, в результате этого деления, появляются клетка-ножка и спермагенная клетка. Назначение клетки ножки не вполне понятно, а вот при делении спермагенной клетки образуется две мужские гаметы - спермии. На этом процесс микрогаметогенеза заканчивается. Строение женского стробила. Мегаспорогенез и мегагаметогенез. Более знакомая вам женская шишка (стробил) также имеет ось, к которой крепятся чешуи двух типов: пленчатые кроющие чешуи, в пазухах которых развиваются крупные плодущие или семенные чешуи. В основании семенных чешуй размещается по два семязачатка.Оба процесса: мегаспорогенез и мегагаметогенез происходят в семязачатке.Процесс мегаспорогенеза организован очень просто: внутри нуцеллуса обособляется клетка археспория, которая и становится материнской клеткой мегаспор. В результате редукционного деления этой клетки образуется тетрада мегаспор, три из которых быстро погибают и идут на питание единственной оставшейся мегаспоре.Из гаплоидной мегаспоры вырастает женский гаметофит, который со временем занимает практически весь объем семени. По своей функциональной роли женский гаметофит является питательной тканью семени - эндоспермом. Необходимо подчеркнуть, что эндосперм голосеменных растений является гаплоидной тканью, в отличие от триплоидного эндосперма цветковых растений. На верхнем микропилярном полюсе гаметофита образуются два типичных архегония. В брюшке каждого из них находится крупная яйцеклетка. После формирования яйцеклетки женский гаметофит готов к оплодотворению.Оплодотворение совершается внутри семязачатка, при этом спермии по пыльцевой трубке проникают к архегониям и один из них сливается с яйцеклеткой. Вторая пара гамет обычно не дает зиготы. Такой тип оплодотворения называют сифоногамией. Из зиготы со временем развивается зародыш семени. Развитие зародыша - весьма сложный процесс, на деталях которого мы остановимся весьма поверхностно, поскольку это предмет особой дисциплины - биологии развития, которую вы будете изучать позже. При делении зиготы образуется две клетки: терминальная и базальная. Из терминальной клетки развивается так называемый подвесок, а из базальной - зародыш. Строение зрелого семени. Строение зрелого семени голосеменных растений удобнее всего рассмотреть на примере так называемого "ореха" сосны сибирской. Название орех совершенно не уместно в строго научном смысле, поскольку - это тип плода, а плоды формируются только у покрытосеменных растений. Более правильно называть эту структуру семенем. Зрелое семя сосны сибирской имеет твердые покровы, в виде так называемой скорлупы. Они соответствуют наружным слоям интегумента. Под скорлупой размещается золотисто-коричневая пленочка, которая по своей морфологической природе является внутренним интегументом. Ядро семени главным образом состоит из эндосперма. На заостренном конце ядра имеется черная точка - зарубцевавшееся микропиле. Вокруг этой черной точки размещается небольшая бежевая оборочка - это все, что осталось от нуцеллуса семязачатка. Если аккуратно разрезать семя повдоль, то внутри семени можно обнаружить канал, в котором размещается зародыш. Зародыш прикреплен к подвеску и состоит из зародышевого корешка, гипокотиля - подсемядольного колена и многочисленных семядолей - зародышевых листьев

56. Классы современных голосеменных: саговниковые, гинкговые, гнетовые, хвойные

Класс -- саговниковые, или цикадопсиды (Cycadopsida). Ныне живущая группа голосеменных растений, геологическая история которой началась еще до позднего карбона, а временем расцвета был юрский период. Происхождение, вероятно, от семенных папоротников. Листья широкие и перистые (у бовении дважды перистые), более или менее папоротниковидные. Устьица простогубые (гаплохейльные). Стебли имеют толстую сердцевину, относительно слабо развитую и рыхлую вторичную древесину и толстую кору. Такой тип строения стебля был назван маноксильн ы м (от греч. manos -- рыхлый, неплотный и xylon--древесина). Спорофиллы собраны в однополые стробилы. Семязачатки с пыльцевой камерой. Сперматозоиды с многочисленными жгутиками. Архегонии развиты. Класс -- гнетовые, или гнетопсиды (Gnetopsida). Современные растения. Происхождение, вероятно, от беннеттитовых. Листья цельные. Устьица простогубые (гаплохейльные) у хвойника (Ephedra) и сложногубые (синдетохейльные) у остальных двух родов. Стебли у вельвичии маноксильные, а у хвойника и гнетума пикноксильные (от греч. pyknos -- плотный), т. е. кора и сердцевина относительно тонкие, а вторичная древесина относительно сильно развитая и компактная. Характерно наличие сосудов. Спорофиллы собрапы в однополые стробилы. Наличие рудиментарного семязачатка в мужских стробилах вельвичии и некоторые другие данные позволяют предполагать, что однополые стробилы гнетовых произошли из обоеполых стробилов типа беннеттитовых. Семязачатки с рудиментарной пыльцевой камерой. Мужские гаметы лишены жгутиков. Архегонии развиты (хвойник) или отсутствуют. Три порядка (Ephedrales, Welwitschiales и Gnetales), каждый из которых содержит по одному семейству. Класс -- гинкговые, или гинкгопсиды (Ginkgoopsida). Класс представлен в настоящее время одним видом (Ginkgo biloba), но в мезозойскую эру, особенно перед концом юрского периода, процветал. Геологическая история восходит к позднему палеозою. Происхождение, вероятно, общее со следующим классом пинопсид от семенных папоротников. Листья от дихотомически разветвленных до двулопастных или цельных; жилкование дихотомическое. Устьица простогубые (гаплохейльные). Стебли пикноксильные. Очень редуцированные спорофиллы собраны в однополые стробилы. Семязачаток с пыльцевой камерой. Сперматозоиды с многочисленными жгутиками. В классе один порядок (Ginkgoales), который в современной флоре представлен одним монотипным семейством (Ginkgoaceae). Класс -- хвойные, или пинопсиды (Pinopsida). Наиболее многочисленная группа среди современных голосеменных, геологическая история которой восходит к раннему карбону. Листья у современных форм цельные, с одной жилкой или со слабо развитым дихотомическим жилкованием, но среди вымерших форм известны вильчатые листья. Устьица простогубые (гаплохейльные). Стебли пикноксильные. Редуцированные спорофиллы собраны в однополые стробилы. Семязачаток с пыльцевой камерой (вымерший подкласс кордаитиды -- Cordaitidae) или пыльцевая камера редуцирована и представлена углублением на верхушке мегаспорангия (подкласс собственно хвойные, или пиниды -- Pinidae). Мужские гаметы лишены жгутиков. Делится на два подкласса -- вымерший подкласс кордаитиды (Cordaitidae) и современный подкласс хвойные (Pinidae). Порядок КИПАРИСОВЫЕ (Cupressales) Геологическая история порядка начинается с поздней юры. Поровость трахеид зрелой древесины обычно однорядная. Смоляные ходы отсутствуют. Древесинная паренхима обычно имеется, иногда обильная. Листья очередные, супротивные или в мутовках по 3--4, линейно-ланцетные, игловидные или чешуевидные, с одной жилкой. Микростробилы мелкие. Микроспорофиллы расположены в спиральном порядке, супротивно или в мутовках, дорсивентральные, несут 2--9 (чаще всего 3--6) свободных микроспорангиев. Пыльцевые зерна без воздушных мешков. Мужской гаметофит без проталлиальных клеток; Женские шишки маленькие. Семенная чешуя более или менее сросшаяся с кроющей (у кипарисовых полностью сросшаяся), несет у основания от 2 до 12 прямых или обращенных семязачатков. Архегонии расположены тесно в группах, и весь архегональный комплекс обычно окружен общим покрывалом. Семена крылатые или бескрылые. Зародыш обычно с двумя семядолями, реже с 5--9. В порядке два семейства. Происхождение, вероятно, общее с сосновыми или даже, возможно, непосредственно от древнейших сосновых. По мнению А.В. Ярмоленко (1933), произошли от сосновых путем утери смоляных ходов.