федеральное агентство по образованию

государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

уНИВЕРСИТЕТ им. Х. М. Бербекова

Ботаника

Часть 2

Методические указания

к лабораторным занятиям

Для специальности 020201 – Биология

НАЛЬЧИК 2008

УДК 582.226/27

ББК 28.591

Рецензент:

кандидат биологических наук, доцент кафедры ботаники

Кабардино-Балкарской государственной

сельскохозяйственной академии

Н. Л. Цепкова

Составители: Л., А.

Ботаника. часть 2: Методические указания. – Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2008. – 39 с.

В работе приведены краткие сведения по систематике, анатомии и морфологии водорослей, грибов, лишайников. К каждой теме приводятся контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы.

Предназначено для студентов-биологов и экологов.

Рекомендовано РИС университета

УДК 582.226/27

ББК 28.591

Ó Кабардино-Балкарский

государственный университет, 2008

Введение

Лихенология, альгология и микология являются фундаментальными биологическими дисциплинами. Они знакомят студентов с многообразием фототрофных и гетеротрофных талломных организмов, ранее относимых к низшим растениям.

Одна из основных задач курса – развить у студентов биологическое мышление, научить их самостоятельно пополнять теоретический багаж новыми научными знаниями в области альгологии, микологии и лихенологии.

Растения, не образующие в процессе своего развития зародышей и не обладающие сосудистой тканью, относят к низшим представителям флоры, или к слоевцовым. Эта группа включает широко распространенные в пресных и соленых водах, на суше, а также паразитирующие на других растениях или животных организмы. Размеры: от микроскопических одноклеточных растений до огромных бурых водорослей, достигающих нескольких метров в длину. Тело этих растений, называемое слоевищем, или талломом, может быть дифференцировано на отдельные части, однако у него нет ни корней, ни стебля, ни листьев.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Классификация таких растений представляет большие трудности, поэтому были предложены различные системы. Так, например, к слоевцовым относят растения двоякого рода: хлорофиллоносные организмы, способные к самостоятельному питанию, – водоросли (Algae), а также довольно интересную группу симбиотических организмов – лишайники (Lichenophyta); сюда же относят и растения без хлорофилла, вынужденные существовать в виде сапрофитов или паразитов, – грибы (Fungi), вирусы, дробянки (Schizophyta). Нередко разграничение на группы выглядит довольно искусственным, поскольку в разные группы попадают растения, весьма близкие по всем признакам, кроме окраски. Но есть еще растения, которые, подобно Euglena, в темноте утрачивают хлорофилл и превращаются в сапрофиты, а затем приобретают хлорофилл на свету.

Материал в настоящем издании изложен по системе Н. А. Красильникова с некоторыми модификациями.

требования, предъявляемые

к ОФОРМЛЕНИю И ВЕДЕНИю АЛЬБОМОВ,

ТЕТРАДЕЙ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

Для лучшего усвоения материала все изучаемые на лабораторных занятиях объекты зарисовываются в альбоме для рисования. Зарисовка является одним из методов усвоения фактического материала. При зарисовке точно передается структура препарата. Допускается схематизация рисунка, которая позволяет отделить главное, основное от второстепенного, сопутствующего.

Для каждой темы дается заголовок (отдел, класс, порядок, семейство, род и вид на русском и латинском языках). Под заголовком делается рисунок, сбоку или внизу приводятся обозначения к рисунку. На обратной стороне листа дается пояснительный текст. Он должен быть кратким, но в то же время отображать все характерные особенности объекта. В конце следует указать увеличение, при котором рассматривался объект, и масштаб зарисовки.

Для выделения мембранных структур и форм клетки зарисовки делаются простым (графитным) карандашом или гелевой черной ручкой. Для отражения характерной окраски допускается использование цветных карандашей.

ход каждого лабораторного занятия и описание исследуемого материала конспектируются в тетради.

Наличие альбома и тетради для лабораторных занятий необходимо при сдаче зачета, а также для будущей практической работы.

Лабораторное занятие № 1

Тема. Водоросли – ALGAE

Цель занятия: познакомиться с жизненными формами водорослей; со строением клетки водорослей.

Настоящие водоросли – низшие автотрофные растения, живущие преимущественно в воде. Тело настоящих водорослей, как и багрянок, обычно лишено типичных тканей и не расчленено на органы, т. е. является слоевищем (талломом). Слоевище может быть одноклеточным, колониальным или многоклеточным.

Разные их группы различаются набором пигментов, строением хлоропластов, продуктами фотосинтеза, накапливающимися в клетке, числом и строением ундулиподиев, а также особенностями митохондрий.

Считается, что все отделы ведут свое происхождение от различных групп одноклеточных организмов, т. е. непосредственно не родственны друг другу.

Известны разные системы настоящих водорослей. Их обычно подразделяют на несколько отделов: пиррофитовых (Pyrrophyta), золотистых (Chrysophyta), диатомовых (Васillariophyta), бурых (Phaeophyta), желто-зеленых (Xanthophyta), эвгленовых (Euglenophyta), зеленых (Chlorophyta) и харовых водорослей (Charophyta). Иногда признают иное число отделов.

Нами будут рассмотрены лишь некоторые важнейшие таксоны водорослей, имеющие особое теоретическое и практическое значение. Большинство водорослей живет в пресноводных водоемах и морях. Однако существуют экологические группы наземных, почвенных водорослей, водорослей снега, льда и т. п.

Клетки у большинства настоящих водорослей устроены так же, как у высших растений. Снаружи от плазмалеммы находится твердая клеточная стенка. Исключение составляют некоторые примитивные водоросли, а также зооспоры и гаметы большинства водорослей. Снаружи их клетка ограничена только цитоплазматической мембраной. Клеточная стенка состоит из аморфного, образованного гемицеллюлозами и пектиновыми веществами матрикса, в который обычно погружены микрофибриллы целлюлозы. В цитоплазме хорошо различимы элементы эндоплазматической сети, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи, клеточное ядро и хлоропласты. Центриоли у большинства настоящих водорослей имеются. Хлоропласты в этой группе чрезвычайно разнообразны по форме и в большинстве случаев занимают постенное положение. Их пигменты в разных отделах различны, что, очевидно, связано с различной природой хлоропластов. В матриксе хлоропластов рассеяны хлоропластные рибосомы, нити ДНК, липидные гранулы и небольшие овальные включения – пиреноиды, на которых часто откладываются крахмальные зерна.

У настоящих водорослей различают вегетативное (фрагментация), бесполое (зооспоры, апланоспор) и половое размножение (копуляция, хологамия, изогамия, гетерогамия и оогамия, конъюгация).

У водорослей в цикле развития впервые возникло и закрепилось чередование полового и бесполого поколений, т. е. спорофита и гаметофита (рис. 1).

Рис. 1. Чередование поколений и смена ядерных фаз

у бурой водоросли ламинарии (Laminaria)

Задание

1. Поместить на предметное стекло каплю воды из сосуда, где живут водоросли, и рассмотреть их под микроскопом.

2. Рассмотреть и зарисовать строение тела одноклеточных (хламидомонада, пинуллария и др.) и многоклеточных водорослей (спирогира, кладофора и др.).

Контрольные вопросы

1. Общая характеристика водорослей как совокупность ряда самостоятельных отделов фотосинтезирующих талломных организмов.

2. Организация таллома. Различные ступени его морфологической дифференциации.

3. Строение клетки. Типы клеточных покровов (перипласт, тека, клеточная стенка). Цитоплпзма. Митохондрии. Аппарат Гольджи. Вакуоли (с клеточным соком, пульсирующие, газовые). Ядро. Хромотофоры. Пиреноиды. Стигма. Пигменты и запасные вещества. Жгутики.

4. Размножение водорослей. Жизненные циклы.

5. Экология и распространение водорослей. Роль водорослей в природе и народном хозяйстве. Методы сбора и изучения водорослей.

6. Принципы классификации водорослей. Таксономические признаки.

7. Современная система водорослей. Деление водорослей на отделы.

Тема. Отдел сине-зеленые водоросли – CYANOPHITA

Цель занятия: рассмотреть особенности строения основных широко распространенных представителей отдела (носток, осциллатория и др.).

Cине-зеленые водоросли (Cyanophyta) относят к цианобактериям, распространены очень широко. Существует около 2500 видов. Клетки сине-зеленых водорослей округлые, эллиптические, цилиндрические, бочонковидные или иной формы. Встречаются одиночные, объединенные в колонии или в многоклеточные нити. Часто они выделяют слизь в виде толстого чехла, окруженного у некоторых форм плотной оболочкой. У некоторых форм нити ветвятся и местами образуют многоядерные слоевища. У нитчатых форм сине-зеленых водорослей, помимо обычных клеток, есть более крупные клетки с утолщенными стенками – гетероцисты. Гетероцисты способны фиксировать азот и снабжать азотистыми веществами прочие клетки нити. Жгутиков сине-зеленые водоросли не имеют. Размножаются обычно путем деления клетки надвое. Половой процесс отсутствует. Устойчивые к неблагоприятным условиям среды клетки с плотной оболочкой называют акинетами.

Клетки сине-зеленых водорослей имеют довольно толстую стенку. Клеточная оболочка содержит некоторое количество целлюлозы, полисахариды и пектиновые вещества, немного муреина. Часто встречаются особые газовые «вакуоли», наполненные азотом (приспособление для «парения» в толще воды). Состав пигментов: хлорофилл а, несколько каротинов и ксантофиллов и группа пигментов, известная только у багрянок (фикобилины). Окраска клеток от сине-зеленой до фиолетовой и красноватой или почти черной. Способны к аэробному фотосинтезу с выделением кислорода. Продукты фотосинтеза накапливаются в виде гликопротеида.