Какой отдел растений самый многочисленный: Классы покрытосеменных растений — урок. Биология, 6 класс.

Сценарий урока «Деление покрытосеменных растений на классы»

Категория: Биология.

Цель:

• изучить признаки, по которым покрытосеменные
  растения делят на классы;
• научится выявлять признаки однодольных и
  двудольных растений;
• продолжить формировать умение сравнивать,
  делать выводы.

Оборудование: таблица “Многообразие
органического мира”, гербарные экземпляры
покрытосеменных растений, презентация,
оценочные листы, лепестки, иллюстрации растений,
карточки-задания.

Волшебный цветок на свете есть.
Лепестков у него не счесть.
Кто знаниями обладает –
Тот цветок этот узнает.

1. Вводное слово учителя. Символом сегодняшнего
   урока я выбрала – подсолнух. Эти цветы цвели за
   три тысячи лет до рождества Христова.
   Американские индейцы считали, что подсолнух
   священен. В Перу подсолнух является эмблемой
   бога Солнца. Кто знает почему? Подсолнечник
   обладает удивительной способностью – он
   поворачивается вслед за Солнцем. Также как
   подсолнух поворачивается к солнцу, так и люди
   тянутся к знаниям. Вот и вы пришли в школу в
   каникулы, чтобы узнать много нового и
   интересного.

Объявление темы, цели урока.

Какой отдел растений мы изучаем? Отдел
покрытосеменных растений – самый
многочисленный в растительном царстве. Он
насчитывает около 250 000 видов. Вы уже знаете,
что отдел покрытосеменные растения разделяют на
два класса. Какие? Класс однодольные и класс двудольные.
Приведите примеры. Мы можем сейчас назвать
признаки, по которым происходит деление на
классы? Сегодня на уроке нам предстоит это
узнать. Откройте тетради, запишите число и тему
урока. Каждый урок – это ступенька к вершине
познания. Сегодня нам предстоит подняться на еще
одну ступень вверх. Мы изучим признаки, по
которым покрытосеменные растения делят на
классы, и научимся выявлять признаки однодольных
и двудольных растений. У вас есть оценочные
листы, которые вы будете заполнять по ходу урока.
Я тоже буду отмечать ваши ответы. Тот, кто даст
больше всего правильных ответов, будет отмечен
специальным призом.

Изучение нового материала.

1. Покрытосеменные растения распространены
на всех материках, во всех климатических зонах.
Они приспособились к жизни в воде (приведите
примеры растений, обитающих в воде – кувшинка), в
умеренном климате (береза, лютик) и в самых жарких
местах (кактус, верблюжья колючка).

В чем состоит принципиальное отличие
покрытосеменных растений от представителей
других систематических групп? Семена этих
растений развиваются внутри плода. Поэтому их
называют покрытосеменные. Эти растения имеют
цветки. Другое название отдела цветковые. (У
них есть цветок и плод).

Цветковые растения достигли широкого
распространения благодаря особенностям
строения и высокой приспособляемости к
условиям окружающей среды. Следствием высокой
приспособляемости этих растений стало
необычайное их разнообразие.

Какие органы имеет цветковое растение?

Работа в парах: вспомните и назовите, какие
существуют корневые системы, назовите типы
жилкования листьев, количество семядолей в
семени. Кто готов назвать типы корневых систем,
виды жилкования листьев?

Оцените свою работу. В оценочных листах
поставьте знак (+) в первой строчке (могу
объяснить другому), во второй (понял сам) или
третьей (понял с помощью).

2. Сравнительная характеристика растений
класса однодольные и класса двудольные.

Как вы считаете, какой главный признак, по
которому растения относят к тому или иному
классу? Количество семядолей в семени. У
двудольных растений семя имеет две семядоли, а у
однодольных – одну.

По каким признакам, кроме количества семядолей
в семени, двудольные растения отличаются от
однодольных? По жилкованию листьев, характеру
корневой системы.

Сейчас мы образуем две команды: ребята, сидящие
на первом варианта – команда “Однодольных”, на
втором варианте – “Двудольные”.

Первому поднявшемуся по ступенькам к вершине
будет присвоено звание покоритель вершины темы
“Классы покрытосеменных растений”.

Теперь расскажите представителю другой
команды о признаках растения своего класса.
Какая пара желает озвучить результат своей
работы? Они правильно ответили? Все с ними
согласны?

Поставьте знак в лист оценивания.

Игра “Найди пару”. Возьмите конверты и
выйдите с ними к доске. В конвертах вы найдете
рисунок растения, схему корневой системы или
инструктивную карточку. У кого инструктивная
карточка, получает гербарий и выполняет
практическую работу, присоединившись к тому, у
кого в конверте окажется такое же растение.
Остальные подбирают к своему растению схему
корневой системы. Объединяйтесь в группы. Ваша
задача: определить, к какому классу относится
растение. После обсуждения вы представите свои
результаты. Чем больше человек в группе будет
отвечать, тем лучше.

План ответа:

1. Название растения.
2. Относится к классу …., так как
3. Жилкование листьев….
4. Корневая система….

Задание: рассмотрите гербарный экземпляр
растения, определите, к какому классу оно
относится.

А сейчас я предлагаю вам отгадать загадки,
посвященные растениям, с которыми вы работали.

На плечах Игнашки
Сорок три рубашки –
Все из ткани отбеленной,
А поверх – пиджак зеленый (Капуста).

К какому классу относится это растение?

Из растений чей портрет
Выбит на монете?
Чьих плодов нужнее нет
На земной планете? (Пшеница)
Цветок – крылатка,
А плод – лопатка.
Плод зелен и молод,
Но сладок, как солод (Горох).
Хоть чином и не хан,
На голове – султан,
И с золотом кубышки
Запрятаны под мышки (Кукуруза).

Назовите растения, от названия которого
произошло слово “житница”. Это слово и сейчас
сохранилось на Украине. (Рожь)

Сопоставьте свои выводы с результатами ребят,
выполнявших работу с гербарием.

Поставьте знак в лист оценивания.

Закрепление.

Какие классы выделяют в отделе покрытосеменные
растения?

По каким признакам можно отличить растения
класса однодольные от двудольного?

Какие растения называют двудольными? Примеры.

Какие растения называют однодольными?
Приведите примеры.

Кто сегодня на уроке давал правильные ответы,
первым справлялся с заданиями? Сегодня
“отлично” получают …

Итог: если учебный материал вы поняли, данная
тема не вызвала у вас затруднений и в оценочных
листах вы поставили знаки в первой или второй
строчке – прикрепите красный лепесток, если у
вас возникли затруднения и вы ставили знак в
последней строке – синий.

У нас появился волшебный цветок, который будет
залогом успешного дальнейшего изучения тем
“Классификация растений”.

4.03.2010

Основы систематики растений. Деление покрытосеменных растений на классы и семейства

• Новикова Галина Кирилловна, учитель биологии

Разделы:

Биология, Конкурс «Презентация к уроку»

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (2 МБ)

Задачи урока:

• Образовательная – дать первоначальные представления о классификации растений; сформировать понятия о таксономических единицах; познакомить с многообразием и общими признаками цветковых растений. Углубить знания о признаках классов двудольных и однодольных растений; дать представления о семействах покрытосеменных растений.
• Развивающая – развитие определённых общеучебных умений и навыков обучающихся.
• Воспитательная – воспитывать ответственное отношение к окружающей среде.

Тип урока:урок изучения нового материала с использованием ИКТ.

Формы организации познавательной деятельности учащихся:

• фронтальная;
• индивидуальная

Средства обучения:

• персональный компьютер (1 шт.), операционная среда Windows XP, Microsoft Office Power Point;
• медиапроектор, экран;
• индивидуальная презентация;
• Пасечник В.В. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для ОУ /В.В. Пасечник. – М.:Дрофа, 2007. – 172 с.

Содержание кадров:

I. Организационный момент

II. Вступление

Как разнообразен мир растений. Слайд 2

Какова же примерная численность растений на Земле? ≈ 500 тыс. видов

По каким признакам они различаются между собой?

• по размерам
• по срокам жизни
• по местообитанию
• по внешнему строению

III. Как же разобраться во всём этом разнообразии?

Слайд 3.

• Систематика – наука о многообразии организмов, их объединении в группы на основе родства.
• Классификация – это объединение организмов в группы по степени их родства.

IV. Карл Линней (1707-1778 гг.) – шведский ботаник.

Слайд 4.

Заслуги К. Линнея:

1. Упростил биологическую терминологию.
2. Создал систему распределения растений по группам.
3. Ввёл двойные названия (бинарную номенклатуру).
4. Ввёл латинские названия.

V. Понятие вид, сорт, двойное название вида.

Что такое вид? Слайд 5.

Вид – совокупность растений, сходных по внешнему строению, способных скрещиваться и давать жизнеспособное потомство

Что такое сорт? В чём его отличие от вида? Слайд 6.

Сорт – группа растений одного вида, созданных человеком и обладающих определёнными хозяйственными признаками и свойствами

Что значит двойное название вида? Работа со слайдом 7.

VI. Систематические единицы (таксоны, категории, группы).

Работа со слайдом со слайдом 8.

• названия систематических категорий;
• что означают стрелки?

VII. Ответьте на вопросы.

Слайд 9.

VIII. Работа со слайдами 10, 11.

Укажите отделы царства Растения. Слайд 10

Проверь! Слайд 11

IX. Работа со слайдами 12–15.

Ответьте на вопросы! Слайд 12

1. Как вы думаете, какой отдел царства Растений самый многочисленный?
2. Как вы думаете, какой отдел царства Растений самый молодой?
3. Как вы думаете, какой отдел царства Растений самый высокоразвитый?

Слайд 13. Работа со схемой «Группы наземных растений и родственные отношения между ними»

Слайд 14. Когда появились покрытосеменные растения?

Покрытосеменные растения появились на Земле 125-150 тысяч лет назад, что соответствует юрскому и меловому периодам мезозойской эры. Предками их были вымершие голосеменные растения.

Какая общая черта характерна для голосеменных и покрытосеменных растений? Слайд 15.

X. Отличительные признаки покрытосеменных растений.

Слайды 16, 17

Назовите отличительные признаки покрытосеменных растений.

• Наличие цветка
• Семязачатки заключены в завязь пестика
• Образование плодов и семян
• Наличие специфического органа, улавливающего пыльцу (рыльце пестика)
• Двойное оплодотворение
• Образование эндосперма
• Наличие развитой проводящей ткани

XI. Классификация покрытосеменных растений.

Слайды 18–20.

Всего покрытосеменных – 250 тыс. видов.

XII. Признаки классов покрытосеменных растений.

Слайд № 21.

1. Строение семени
2. Тип корневой системы
3. Жилкование листьев

XIII. Характеристика растений класса двудольные и класса однодольные.

Слайды 22–23.

1. Сравнительная характеристика растений класса двудольные и класса однодольные. Работа со слайдом 22.

Класс Двудольные	Класс Однодольные
Две семядоли	Одна семядоля
Стержневая корневая система	Мочковатая корневая система
Листья простые или сложные; жилкование сетчатое или пальчатое	Листья простые; жилкование дуговое или параллельное
Стебель травянистый или деревянистый. Есть камбий. Проводящие пучки расположены по кругу или в центре цилиндра	Стебель травянистый или деревянистый. Есть камбий. Проводящие пучки расположены по кругу или в центре цилиндра
Число частей цветка обычно кратно 4 или 5	Число частей цветка обычно кратно 3
Семейства: Розоцветные, Бобовые, Крестоцветные, Паслёновые, Сложноцветные	Семейства: Лилейные, Злаковые

2. Растения исключения. Слайд 23.

XIV. Признаки семейств.

Слайд 24.

• Строение цветка
• Строение плода

XV. Подумаем вместе!

Слайд 25.

1. А) Вы летом заготовили гербарий сорных растений без корней с красивыми листьями. Можно ли ваш гербарий использовать для того, чтобы определить, к какому классу это растение относится?
   Б) Можно определить к какому семейству относится данное растение, если оно ещё не цветёт и не образовало плодов?
2. В лабораторию принесли: паслён чёрный, клевер красный, горчицу белую, редьку дикую, горчицу полевую, клевер белый, горчицу сарептскую. Во сколько родов, видов можно объединить эти растения?

XVI. Рефлексия – самоанализ, закрепление материала.

Слайд 26.

Выскажи своё мнение по уроку:

• Что узнали нового на уроке?
• Что расскажите дома об уроке?
• На какой вопрос хотели бы получить больше информации?

XVII. Диффенцированное домашнее задание.

Слайд 27.

Изучите параграф 45, 46, ответьте на вопросы к нему.

Выучите признаки классов двудольные и однодольные.

Соберите информацию о необычных покрытосеменных растений.

31.05.2012

отделов мохообразных – растения Огайо

Хотя в более ранних работах они рассматривались как отдельные отряды внутри одного большого отдела (подразделения растений являются высшими уровнями классификации, эквивалентными типам животных), более современная точка зрения состоит в том, чтобы признать, насколько различаются три типа мохообразные происходят друг от друга и признают их составляющими свои собственные отдельные подразделения. Слово «мохообразные» может по-прежнему использоваться либо в неформальном смысле для обозначения мхов и печеночников и роголистники, или в более узком смысле, означающие только мхи. Бриология — это изучение всех трех видов, и большинство бриологов в той или иной степени хорошо разбираются и в немоховых мохообразных.

I. Роголистники (Отдел Anthoceratophyta) Роголистники встречаются редко, и в Огайо их всего 4 вида. Они растут на открытых нарушенных местах, где могут быть довольно многочисленны. Тот, что показан ниже, был замечен вдоль недавно расчищенной полосы отчуждения трубопровода в начале октября в округе Хокинг. Гаметофитно роголистник уплощенный в дорсивентральном направлении, раскидистый и неправильной формы, что наводит на мысль о таллозном печеночнике. Спорофиты действительно часто имеют роговидную форму и расщепляются вдоль, начиная с вершины, чтобы выпустить споры по мере их созревания.

Phaeoceros laevis – типичный роголистник:
плоских безликих гаметофитов с прямостоячими колосовидными спорофитами.

Другой роголистник, Notothylas orbicularis , менее заметен, поскольку его спорофиты короткие и плоско лежат на верхней поверхности гаметофита. На фотографии ниже (НАВЕДЕНИЕ НАВЕДЕНИЯ МЫШИ) добавлены метки с использованием шрифта Comic Sans, который всем кажется раздражающим. Они обозначают короткие веретенообразные спорофиты, лежащие боком в характерной черте 9.0003 Нототилас мод. На самом деле то, что мы видим здесь, — это цилиндрические «обертки», воротничковые трубки на гаметофите, внутри которых развиваются спорофиты и из которых они вскоре вырастут, но совсем чуть-чуть. См. также два мха: (1) «плодоносящая» (производящая спорофиты) особь осеннего эфемера Aphanorrrhegma serratum и (2) некоторые виды Amblystegium .

НАВЕДИТЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ для ЭТИКЕТКИ

Notothylas orbicularis – роголистник с короткими, выступающими вбок спорофитами.

  II. Печеночники (Отдел Marchantiophyta). Печеночники довольно распространены, но они редко бывают многочисленными или достаточно большими, чтобы их можно было легко заметить. Двумя заметными исключениями являются Bazzania trilobata , который встречается на больших участках земли в лесах с преобладанием болиголова, и Conocephalum conicum , который процветает на влажных уступах песчаника.

Печеночники в Огайо: меньше видов, чем мхов, но весьма разнообразны морфологически.

Печеночники часто встречаются редко в смеси со мхами. Они весьма изменчивы. Наиболее известными видами из класса биологии являются языкообразные уплощенные «слоистые печеночники», такие как Marchantia polymorpha . Несмотря на то, что они довольно заметны, таллозы печеночники на самом деле встречаются гораздо реже, чем несколько похожие на мох «листовые печеночники».

Marchantia является примером «сложной» таллозной печеночницы, т. е. имеющей толщину гаметофитов в несколько клеточных слоев.

Marchantia polymorpha представляет собой комплексную таллозовую печеночницу, часто встречающуюся в качестве парниковых сорняков.

Зонтикообразные приподнятые структуры («вместилища»), возникающие из сложных слоевищных печеночников, являются местами образования гаметофитов. У Marchantia , описанного выше, цветоложа с глубокими пальцеобразными лопастями являются мужскими «антеридиофорами», а простые фестончатые цветоложа — женскими «архегониофорами», из которых развиваются спорофиты.

Ниже см. другой сложный таллозовидный печеночник, Reboulia hemisphaerica , при этом только женские гаметангии образуются в виде зонтиковидных структур, а антеридии образуются в виде небольших пурпурных подушечек на верхней поверхности около кончиков долей.

Reboulia hemispaerica представляет собой сложнослойную печеночницу, встречающуюся на известняковых уступах.

Так называемые «простые» таллозы печеночников имеют толщину всего в несколько клеток, и их гаметангии не приподняты, а вместо этого образуются под небольшими лоскутами ткани на поверхности гаметофита.

Pellia epiphylla — простой стеблевой печеночник, распространенный на скалах вблизи ручьев и водопадов.

Внешне похожие на мхи, лиственные печеночники, как правило, более плоские, чем у мхов, и их основные листья расположены в два ряда или ряды с третьим рядом редуцированных нижних листьев. Кроме того, листья иногда намного сложнее, чем листья мха, они имеют различные лопастные или рассеченные части.

Nowelia curvifolia имеет лопастные и глубоко вогнутые листья, похожие на вздутые паруса.

При осмотре под микроскопом и снизу листья Diplophyllum apiculatum складываются, образуя вентральную долю.

Diplophyllum apiculatum имеет лопастные листья, загнутые вниз.

Представители рода Frullania , произрастающие высоко на коре лиственных деревьев в открытых лесных массивах, имеют характерный вид, похожий на каракули.

Фруллания — это небольшой листовидный печеночник, который растет высоко на коре деревьев.

Брюшные доли фруллании представляют собой маленькие кувшины, в которых часто живут маленькие животные, называемые коловратками.

Коловратка живет внутри дольки Frullania .

Коловратка, как и печеночница, может неопределенное время выдерживать высыхание, а затем вновь активизироваться, как только подвернется какой-нибудь чувак с микроскопом и капельницей воды.

Мхи (Отдел Bryophyta) являются наиболее многочисленными, многочисленными и заметными мохообразными. Чаще всего их листья расположены мутовками вокруг стебля (хотя многие из них несколько приплюснуты). Листья никогда (у нашего вида) не бывают лопастными или разделенными, а спорофиты, если они присутствуют, имеют тенденцию сохраняться на растениях и полезны для идентификации.

Мхи — самые распространенные мохообразные в Огайо.

Доказательства общего происхождения и разнообразия

Происхождение родословных водорослей

Эволюционная история водорослей примечательна. Более 350 000 видов водорослей развились в нескольких ветвях прокариотических и эукариотических деревьев жизни. Эволюционные отношения водорослей тесно связаны с эволюцией некоторых органелл домена Eukaryota.

Митохондрии и хлоропласты являются органеллами, которые произошли от прокариотического предка. В обоих случаях эукариотическая клетка-хозяин поглощала прокариотическую клетку. Со временем прокариотическая клетка стала зависимой от эукариотической клетки-хозяина.

Отряд Cyanophyta: Сине-зеленые водоросли

Отряд Cyanophyta состоит из сине-зеленых водорослей (рис. 2.25). Сине-зеленые водоросли на самом деле являются прокариотическими бактериями, также известными как цианобактерии. Цианобактерии способны к фотосинтезу (за очень немногими исключениями). Как группа, они имеют представителей в водной и наземной среде обитания — от тропиков до полюсов.

Цианобактерии были доминирующей формой жизни на Земле более 1,5 миллиардов лет. Они были первыми организмами, которые фотосинтезировали и производили хлорофилл и другие пигменты. Цианобактерии представляют собой эволюционное происхождение хлоропластов у всех эукариотических водорослей и сосудистых растений.

Видимые свидетельства присутствия цианобактерий часто фиксируются в летописи окаменелостей в виде курганообразных структур, называемых строматолитами. Строматолиты представляют собой слои осадка и карбоната кальция, отложившиеся цианобактериями в течение длительных периодов времени (рис. 2.26).

Как правило, цианобактерии маленькие и относительно незаметные. Они встречаются как простые, одноклеточные формы или как нитевидные формы. Большинство цианобактерий используют хлорофилл и и пигменты, такие как фикоцианин. Эти пигменты делают их сине-зелеными и дают группе общее название: сине-зеленые водоросли.

Некоторые виды цианобактерий имеют другие цвета пигментов, такие как розовый пигмент фикоэритрин и оранжевые пигменты, известные как каротиноиды. Сами цианобактерии могут быть синего, фиолетового, коричневого, черного или зеленого цвета. На самом деле Красное море получило свое название из-за периодических цветений красноватых цианобактерий 9. 0003 Oscillatoria , а африканские фламинго приобретают розовый цвет, поедая цианобактерии Spirulina .

Цианобактерии также являются единственной группой водорослей, способной преобразовывать атмосферный азот в более полезные формы, такие как аммиак, который затем может быть преобразован в аминокислоты и белки. Процесс превращения азота называется азотфиксацией. Фиксация азота важна, потому что, хотя атмосферный азот (N ₂ ) очень распространен, большинство организмов не могут его использовать. Таким образом, азот может быть ограничивающим питательным веществом для роста. Nostoc — род нитчатых цианобактерий со специализированными клетками, называемыми гетероцистами, способными фиксировать азот (рис. 2.27).

Отдел Chlorophyta: Зеленые водоросли и сосудистые растения

Chlorophyta — это отдел водорослей, известный как зеленые водоросли. Большинство видов встречается в пресноводных и прибрежных морских местообитаниях. По оценкам ученых, существует от 4000 до 7000 видов зеленых водорослей. На рис. 2.28 показаны некоторые представители зеленых водорослей.

Не все зеленые водоросли зеленые. Chlamydomonas nivalis — это вид, который хорошо растет на снегу и льду. Ее общее название «арбузный снег» отражает внешний вид водоросли в виде красного или розового оттенка на поверхности летнего снега (рис. 2.29).

Все зеленые водоросли (Chlorophyta) и растения имеют общего эволюционного предка. Оба они содержат фотосинтетические пигменты хлорофилл 9.0003 a и хлорофилл b . Две линии разошлись между 630 миллионами и 510 миллионами лет назад. Наземные растения без сосудистой ткани появляются в летописи окаменелостей около 476 миллионов лет назад. Эти ранние наземные растения, вероятно, были похожи на современные печеночники, роголистники и мхи (рис. 2.30).

Сосудистые растения появились около 430 миллионов лет назад. Их венозные сосудистые ткани распределяют воду и питательные вещества по всему организму. Эти структуры позволяют сосудистым растениям расти до больших размеров, чем несосудистым растениям. Подавляющее большинство из 300 000–315 000 видов живых растений являются сосудистыми растениями. Виды сосудистых растений включают папоротники, хвойные деревья и цветковые растения.

Большинство пищевых культур, употребляемых в пищу людьми, представляют собой цветковые растения, также называемые покрытосеменными. Почти все водные растения также являются покрытосеменными. Похоже, что они развили адаптацию к воде независимо в нескольких разных семействах цветковых растений. Современные водные растения представляют собой большое разнообразие форм, от мангровых деревьев до водорослей и кувшинок.

Подразделение Rhodophyta: Красные водоросли

Подраздел Rhodophyta – это красные водоросли. Существует от 5000 до 6000 видов красных водорослей, большинство из которых являются морскими. Однако существует около 150 видов пресноводных красных водорослей. Красные водоросли варьируются от одноклеточных до многоклеточных, с большим разнообразием форм макроводорослей в литорали и сублиторали (рис. 2.31 B и 2.31 C). Некоторые красные водоросли кальцинированы, то есть в их тканях содержится карбонат кальция (рис. 2.31 D). Некоторые из этих обызвествленных форм лежат плоско и по мере роста образуют корковую поверхность. Эти корки могут фактически помочь стабилизировать среду обитания коралловых рифов и обеспечить поверхность для роста новых кораллов.

Большинство красных водорослей имеют красный или розовый цвет из-за фотосинтетического пигмента фикоэритрина. Этот пигмент имеет красный цвет и перекрывает зеленый цвет хлорофилла а. Фикоэритрин очень эффективно поглощает синие и зеленые длины волн света. Это может быть полезно в сублиторальной среде обитания, где большая часть красного света поглощается или отражается водой. Фактически, вид красных корковых кораллиновых водорослей является самым глубоким из известных живых фотосинтезирующих организмов. Он был найден на глубине более 260 метров на островах Сан-Сальвадор, Багамы.

Красные водоросли очень важны с экономической точки зрения. Многие полезные коммерческие продукты получают из красных водорослей. Например, такие продукты, как агар, агароза и каррагинан, используются в пищевых продуктах и ​​фармацевтических препаратах — от зубной пасты до мороженого и лекарств. Эти соединения трудно синтезировать в промышленных масштабах, поэтому их обычно получают из красных водорослей (рис. 2.32).

Класс Phaeophyceae: Бурые водоросли

Класс Phaeophyceae включает почти 2000 видов бурых макроводорослей. Эти водоросли обычно встречаются вблизи приливной и сублиторальной береговой линии. Наиболее крупные формы бурых водорослей иногда называют ламинариями (рис. 2.33 Б). Некоторые из этих видов могут расти до двух футов в день и достигать высоты 150 футов. Гигантские водоросли растут в больших лесах вдоль береговой линии и поддерживают большое разнообразие морских животных.

Бурые водоросли имеют уникальные структуры, называемые пневматоцистами , которые представляют собой наполненные газом пузыри, обеспечивающие плавучесть и позволяющие им расти в вертикальном положении. Небольшие круглые образования бурой водоросли Sargassum natans представляют собой пневматоцисты, которые позволяют этому виду плавать на поверхности океана (рис. 2.33 А).

Ученые считают, что бурые водоросли произошли в результате эндосимбиоза красных водорослей. Из-за этого бурые водоросли исторически были включены в разнообразную группу эукариотических организмов, называемых страменопилами. Stramenopiles имеют хлоропласты с четырьмя мембранами, которые, вероятно, возникли, когда первые бурые водоросли поглотили красные водоросли.

Большинство страменопилов также имеют два жгутика неравной длины в какой-то момент своего жизненного цикла. Страменопилы в основном фотосинтезируют, однако не все страменопилы являются бурыми водорослями. Например, организмы, вызывающие гниль картофеля и семян, являются страменопилами.

Диатомеи

Диатомеи являются одним из наиболее распространенных видов фитопланктона и встречаются как в морской, так и в пресноводной среде. Диатомовые водоросли также встречаются во влажной среде, например, в почве. Хотя большинство диатомей существуют в виде одиночных клеток, они могут образовывать колониальные цепочки организмов.

Группа диатомей большая, включает более 200 различных родов, 100 000 видов и большое разнообразие форм и размеров (рис. 2.34). Диатомовые водоросли впервые появляются в летописи окаменелостей морских районов в меловой период, около 100 миллионов лет назад. Хлоропласты диатомей очень похожи на хлоропласты красных водорослей.

Их кремнеземная клеточная стенка делает диатомовые водоросли уникальными в большинстве водных сред. Стенка диатомового кремнезема жесткая и очень устойчива к гниению. Эти водоросли невероятно важны для мирового океана; диатомовые водоросли составляют большую часть фитопланктона, и они ответственны за половину фотосинтеза океана.

Интересной особенностью диатомовых водорослей является их способность превращать аммиак в мочевину с помощью цикла мочевины. Превращение в мочевину важно для морских организмов, потому что мочевина гораздо менее токсична для тканей, чем аммиак. До того, как ученые обнаружили, что диатомовые водоросли могут превращать аммиак в мочевину, цикл мочевины был обнаружен только у животных.

Диатомовые водоросли невероятно полезны для ученых, поскольку они служат индикаторами качества воды в водной среде. Диатомовые водоросли использовались для изучения того, как местные условия окружающей среды изменились в результате загрязнения, а также для изучения долгосрочных изменений, вызванных изменением климата. Диатомовые водоросли, обнаруженные в реках, особенно полезны для изучения последствий загрязнения, потому что они прикреплены к руслу реки, а распределение их популяции можно сравнить с распространением на незагрязненных участках.

Динофлагелляты

Динофлагелляты — это одноклеточные эукариотические организмы, обитающие в пресноводной и морской среде. Многие морские динофлагелляты являются фотосинтезаторами, которые создают пищу с помощью света, но некоторые из них также являются хищниками, то есть питаются добычей. Описано более 1500 видов динофлагеллят (рис. 2.35). Их можно найти как свободноживущие планктонные организмы или как симбионты в местах обитания рифов.

Некоторые динофлагелляты подвергаются биолюминесценции , испуская световую энергию в результате химических реакций внутри клетки. Эти биолюминесцентные динофлагелляты излучают сине-зеленый свет, когда их беспокоит грохот волн или мотор лодки (рис. 2.35 Б). Считается, что они используют биолюминесценцию в качестве защиты, пугая хищников и привлекая внимание к еще более крупным хищникам.

Symbiodinium — род динофлагеллят, образующих симбиотические отношения с некоторыми кораллами и анемонами (животными типа Cnidaria). Symbiodinium собираются из водной толщи и поглощаются тканью коралла. Затем динофлагелляты Symbiodinium размножаются в тканях коралла.

Симбиодиниум поглощают солнечный свет и завершают фотосинтез с образованием кислорода и глюкозы (рис. 2.35 C). Symbiodinium производят до 85 процентов химической энергии, используемой кораллами. Symbiodinium имеют решающее значение для поддержания здоровой экосистемы рифа.

Кораллы обязаны большей частью своей яркой окраски микроводорослям Symbiodinium , живущим в их тканях. Когда коралл испытывает стресс, например, при резком повышении температуры морской воды, коралл выбрасывает Symbiodinium в толщу воды, что приводит к обесцвечиванию кораллов (рис. 2.36). Если температура воды падает и коралл больше не подвергается стрессу, он может рекрутировать новый Symbiodinium из толщи воды обратно в свои ткани. Однако, если жара сохраняется, кораллы голодают и умирают.

Красный прилив — это цветение некоторых видов динофлагеллят, придающее поверхности океана красновато-коричневый цвет (рис. 2.37). Эти динофлагелляты могут производить токсины, которые приводят к гибели морских млекопитающих, рыб и птиц. Например, динофлагеллят Karenia brevis вырабатывает бреветоксин, вызывающий раздражение глаз и дыхательных путей у людей, живущих вблизи береговой линии.

Хотя цветение многих водорослей происходит естественным путем, красные приливы и другие вредоносные цветения водорослей вызваны повышенным содержанием питательных веществ в результате деятельности человека. Загрязнение прибрежных вод и стоки приводят к увеличению содержания фосфатов и нитратов, обеспечивающих питательные вещества, необходимые для цветения водорослей. Токсины от вредного цветения водорослей могут накапливаться в животных, питающихся фильтрами, таких как устрицы и моллюски, и представлять опасность для здоровья потребителей.