Практическое занятие № 22

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой фармакогнозии с курсом ботаники и основ фитотерапии, профессор

_____________ Н.В. Кудашкина

«____» __________________ 2012 г.

Дисциплина Ботаника Специальность 060301 Фармация

Курс 1 (очное отделение) Семестр 2

Раздел: «Систематика Грибов, водорослей, высших споровых растений, голосеменных»

Практическое занятие № 22

на тему: «Грибы. Водоросли. Лишайники. Общая характеристика, классификация, представители»

Практическое занятие № 23

на тему: «Мхи. Плауны. Общая характеристика, классификация,

представители»

Практическое занятие № 24

на тему: «Хвощи. Папоротники. Общая характеристика, классификация,

представители»

Практическое занятие № 25

На тему: «Отдел голосеменные. Общая характеристика. Описание и определение представителей семейств сосновых, эфедровых и

кипарисовых»

Практическое занятие № 26

на тему: «Водоросли. Грибы. Споровые. Голосеменные. Коллоквиум»

Методические указания для студентов

Уфа 2012

Практическое занятие № 22

Тема занятия: «Грибы. Водоросли. Лишайники. Общая характеристика, классификация, представители»

1. Актуальность. Изучение особенностей строения, питания, размножения грибов и водорослей дает целостное представление об уровнях организации жизни на Земле и ее эволюции.

2. Цели занятия:

1. Изучить основные признаки царства грибов и подцарства водорослей, отдела лишайники.

2. Научиться различать представителей различных отделов грибов и водорослей.

3. Ознакомиться с практическим использованием грибов, водорослей, лишайников.

Для формирования профессиональных компетенций студент должен знать:

· строение грибной клетки, отличия от растительной;

· типы питания живых организмов;

· строение и типы мицелия;

· способы размножения грибов;

· особенности строения, размножения аскомицет и базидиомицет;

· особенности строения клетки водорослей;

· типы таллома и экологические группы водорослей;

· способы размножения водорослей;

· характеристику красных, бурых, зеленых, диатомовых, сине-зеленых водорослей.

Для формирования профессиональных компетенций студент должен уметь:

· охарактеризовать основные таксоны грибов и водорослей;

· различать виды грибов и водорослей по образцам гербария и сырья;

· охарактеризовать применение грибов и водрослей.

Для формирования профессиональной компетенции студент должен владеть:

· ботаническим понятийным аппаратом;

· навыками постановки предварительного диагноза систематического положения растения;

· методами исследования растений с целью диагностики лекарственных растений и их примесей.

3. Необходимые базисные знания и умения:

· устройство микроскопа и правила работы с ним;

· строение растительной клетки;

· способы размножения живых организмов;

· способы питания живых организмов.

4.Вид занятия: практическое занятие.

5.Продолжительность занятия: 3 академических часа.

6.Оснащение:

6.1. Дидактический материал - таблицы по теме, постоянный микропрепарат «Коньюгация спирогиры», комплект гербария и сырья по теме, мультимедийные слайды.

6.2. ТСО - микроскопы типа «Биолам», мультимедийный проектор, ноутбук.

Вопросы для самоподготовки:

1. Систематика как раздел ботаники. Разделы, объекты изучения.

2. Современная классификация клеточных организмов.

3. Царство грибов. Общая характеристика. Классификация.

4. Характеристика классов аскомицеты и базидиомицеты. Представители, значение.

5. Подцарство водорослей. Общая характеристика. Классификация.

6. Характеристика отделов красные, зеленые, диатомовые, бурые, сине-зеленые водоросли. Представители, значение.

Царство грибы (Fungi, Mycobiota)

Грибы - быстрорастущие нефотосинтезирующие организмы. Большинство грибов – сапрофиты, встречаются также грибы-паразиты. Тело грибов состоит из нитчатых гиф. У большинства грибов гифы сильно разветвлены и образуют мицелии. Мицелий подразделяется на септированный (состоит из отдельных клеток) и несептированный (состоит из одной клетки). Важнейший компонент их клеточных оболочек - хитин. Пластиды отсутствуют, имеются вакуоли. Основным запасным полисахаридом является гликоген.

Подвижных клеток ни на одной из стадий их жизненного цикла не образуется. К генетическим особенностям грибов относятся гетерокариоз или дикариоз (генетически различные ядра, находящиеся в обшей цитоплазме) и парасексуальность (слияние гаплоидных ядер с образованием диплоидного ядра, кроссинговер между хромосомами и новое расхождение по гаплоидным ядрам). Размножаются грибы половым, бесполым и вегетативным способом.

Царство грибов включает единственный отдел – грибы (Mycota). В отдел грибы включают классы: хитридиомицеты, зигомицеты, оомицеты – они составляют группу низших грибов (имеют несептированный мицелий), а дейтеромицеты, аскомицеты и базидиомицеты – группу высших грибов (имеют септированный мицелий).

Класс Zygomycetes (зигомицеты).

Мицелий ценоцитный (многоядерный, не разделен септами). Бесполое размножение, как правило, связано с образованием спорангиев - мешковидных структур, вся протоплазма которых превращается в споры. Половое размножение при помощи зигогамии (слияние содержимого двух многоядерных клеток, не дифференцированных на гаметы). В результате полового процесса образуется одноклеточная зигоспора.

Наиболее распространенные зигомицеты – род Мукор (Mucor) и Ризопус (Rhizopus), образующие похожую на вату плесень на поверхности влажной пиши, оставленной на воздухе.

Класс Ascomycetes (аскомицеты).

Один из обширнейших таксонов грибов. Распространены во всех климатических зонах. Мицелий септированный, гаплоидный. По типу питания сапрофиты и паразиты. Характерный признак - аски - структуры в виде сумки, в которых в результате мейоза эндогенно образуются аскоспоры (споры полового размножения). Перед образованием аскоспор происходит половой процесс гаметангиогамия. Аски распологаются в плодовых телах, которые могут быть трех типов: апотеции (незамкнутые блюдцевидные плодовые тела), перитеции (кувшиновидные) и клейстотеции (замкнутые). Бесполое размножение спорами, образующимися на специальных выростах - конидиях.

Аскомицеты принимают участие в разложении и минерализации растительных остатков. Некоторые аскомицеты являются возбудителями болезней растений и животных.

Род Дрожжи (Saccharomyces) - одноклеточные аскомицеты, бесполое размножение которых происходит делением или почкованием, а половое с помощью аска, незаключенного в особое спорообразующее тело. Дрожжи применяют в хлебопечении, пивоварении, виноделии.

Представителей рода Пеницилл (Penicillium), Аспергилл (Aspergillus) используют для получения антибиотиков.

Большой практический интерес представляют виды рода Cпорынья (Claviceps). Наиболее распространенный и важный в хозяйственном отношении вид – спорынья пурпурная (C. purpurea), поражающая злаковые растения. Многоклеточный мицелий этого аскомицета развивается в завязях цветущих растений. В завязи цветка образуется плотная масса мицелия, покрытая слоем конидиеносцев (специализированные гифы мицелия, несущие споры), продуцирующих большое количество мелких конидиев (спор). При этом гриб выделяет сладкую жидкость, называемую «медвяной росой». Привлекаемые ею насекомые, преносят конидии и заражают новые растения. К концу вегетации злаков мицелий гриба уплотняется и в нем откладываются питательные вещества – возникают склероции (фиолетово-черные тельца, белые внутри). Склероции перезимовывают на почве, а весной прорастают стромами (головки на тонкой ножке) в которых образуются аскоспоры. Аскоспоры током воздуха попадают на цветки и образуют мицелий.

Склероции спорыньи содержат алкалоиды которые используют в акушерско-гинекологической практике и для лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Класс Basidiomycetes (базидиомицеты).

Включает шляпочные грибы, дождевики и некоторые важные патогены. Время их существования - от нескольких суток до нескольких лет. По типу питания - сапрофиты и некоторые - паразиты. Мицелий многоклеточный, септированный. Половые споры (базидиоспоры) образуется на базидиях экзогенно. Половых органов нет, половой процесс - соматогамия. В цикле развития преобладает дикарионтический мицелий, который образуется сразу после слияния клеток первичного мицелия (у гетероталломных видов) или соседних клеток одного мицелия (у гомоталломных видов). Дикарионтический мицелий образует у большинства базидиомицет базидиокарпы - мясистые спорообразующие тела у всех шляпочных грибов, дождевиков и трутовиков.

Среди базидиомицет много съедобных грибов (грузди, белый гриб, опята и др.). Базидиомицеты принимают участие в минерализации органических остатков. Некоторые базидиомицеты вызывают болезни растений и животных (головня, ржавчина и др.). Практическое значение в фармации имеет чага (Inonotus obliquus), которая используется для лечения онкологических заболеваний.

Класс Deutromycetes, Fungi imperfecti (дейторомицеты, несовершенные грибы).

Группа грибов, для которых неизвестен половой цикл. Большинство их, по-видимому, относятся к аскомицетам, и некоторые к базидиомицетам.

Водоросли (Algae) I

Водоросли — многочисленная и разнообразная группа низшим талломных растений, первичной средой обитания которых является вода. Эта группа объединяет несколько самостоятельных и по всей вероятности, независимо эволюционировавших отделов. В программу практических занятий входит изучение зеленых (Сhlorophyta), диатомовых (Bacillariophyta или Diatomeae), бурых (Phaeophyta) и красных (Rhodophyta) водорослей. Кроме того, в этом разделе рассматриваются также сине-зеленые (Cyanophyta, или Cyanobacteria) — прокариотические организмы, экологически и физиологически более сходные с растениями, нежели с бактериями, которые традиционно рассматриваются в курсе низших растений.

Отдел Зеленые водоросли (Chlorophyta).

Это самый большой по количеству видов (около 20000) и морфологически разнообразный отдел водорослей. Здесь имеются и микроскопически мелкие одноклеточные безоболочковые формы и достаточно сложно устроенные пластинчатые организмы, достигающие нескольких десятков сантиметров. Обширна область распространения зеленых водорослей — они встречаются по всему земному шару — и широк диапазон экологических условий их обитания. Но при всем многообразии у зеленых водорослей есть ряд общих признаков:

1) в состав пигментов входят хлорофилл а и b; каротиноиды и ксантофиллы не маскируют хлорофилл, и поэтому водоросли име­ют зеленую окраску;

2) запасным продуктом углеводной природы является крах­мал, откладывающийся в хроматофоре вокруг пиреноида;

3) светочувствительный глазок — стигма — находится в строме хроматофора;

4) тилакоиды, несущие пигменты, имеют тенденцию к обра­зованию стопок;

5) имеются жгутики.

Представители: род Хлорелла (Chlorella), Вольвокс (Volvox), Спирогира (Spirogyra)

Отдел диатомовые водоросли (Bacillariophyta или Diatomeae).

Это обширный отдел одноклеточных и колониальных орга­низмов, объединяющих более 10000 видов. Клетки диатомовых покрыты кремнеземовым панцирем, состоящим из двух створок: большей — эпитеки — и меньшей — гипотеки. Каждая створка имеет один или несколько поясков и собственно створку. При­чем поясок эпитеки накладывается на поясок гипотеки. Под пан­цирем находится пектиновая оболочка. Диатомовые относятся к группе буроокрашенных водорослей, для которых характерно наличие хлорофиллов а и с, маскирующихся желтым пигментом фукоксантином. Запасной продукт углеводной природы — хризоламинарин или жирное масло. Размножаются диатомовые продоль­ным делением клеток с достраиванием одной створки — гипоте­ки. Половые процессы — конъюгация, оогамия, автогамия. После подового процесса формируется растущая зигота (ауксоспора). Диатомо­вые водоросли живут в диплоидном состоянии и только их гаме­ты гаплоидны.

Представители: род Пиннулярия (Pinnularia).

Отдел Бурые водоросли ( Phaeophyta ).

Основными пигментами бурых водорослей являются хлорофиллы а и с, каротиноиды и ксантофиллы, в том числе и фукоксантин, маскирующий зеленые пигменты и придающий водорослям характерную бурую окраску. Запасные продукты — ламинарин (ве­щество углеводной природы), маннит — сахароспирт и в неболь­шом количестве жиры. Феопласты пластинчатые или чаще много­численные дисковидные (зернистый хроматофор). В клетках имеется одно ядро, крупные вакуоли с клеточным соком и мелкие вакуоли, содержащие дубильные вещества и называемые физодами.

Оболочка состоит из двух слоев: наружного ослизняющегося, содержащего альгиновую кислоту, и внутреннего, образованного особой разновидностью целлюлозы — альгулезой.

Диапазон морфологических структур большой: от нитчатых до дифференцированных пластинчатых тканевых форм.

Представители: известны и широко распространены в северных морях виды ламинарии («морская капуста»): ламинария сахарная (Laminaria saccharina) и ламинария пальчатая (L. digitata). Ламинария является ценным пищевым продуктом, используется для получения лекарственных препаратов и на корм животным.

Отдел Красные водоросли (Rhodophyta).

Пигментный состав — хлорофилл а и следы хлорофилла d, каротиноиды, ксантофиллы, фикоцианин, аллофикоцианин и фикоэритрин. У глубоководных водорослей фикоэритрин, пигмент красного цвета, маскирует другие пигменты и придает растению красный цвет; у мелководных форм преобладает голубоватая окра­ска, так как в избытке находятся синие пигменты — фикоцианы. Запасной продукт углеводной природы — багрянковый крахмал. Хроматофоры, называемые родопластами, звездчатые или лопаст­ные с пиреноидами — у примитивных представителей и много­численные дисковидные без пиреноидов — у более высокоорга­низованных форм.

Клеточная оболочка кроме целлюлозы содержит боль­шое количество пектиновых веществ и гемицеллюлоз, которые сильно ослизняются и набухают, образуя общий каркас мягкой или хрящеватой консистенции, в который как бы погружены протопласты клеток. Для рода красных водорослей характерна инкрустация оболочек углекислым кальцием. Водоросли из се­мейства кораллиновых (Corallinaceae) обладают сходством с ко­раллами.

Особенностью красных водорослей является полное отсутствие жгутиковых стадий. Как мужские гаметы, так и споры пассивно переносятся потоками воды. Таллом красных водорослей при боль­шом разнообразии внешних форм построен однотипно. В его ос­нове лежит разнонитчатая структура. Могут быть одно- или мно­гоосевые талломы. В последнем случае осевые части таллома обра­зованы несколькими параллельно идущими нитями.

Размножаются красные водоросли бесполым и половым путем.

Представители: род Немалион (Nemalion).

Отдел сине-зеленые водоросли (Cyanophyta, или Cyanobacteria).

Эта группа прокариотических орга­низмов традиционно включается в число объектов низших растений. При этом учитыва­ется, во-первых, их экологические свойства, отвечающие образу жизни водорослей, и, во-вторых, принимается во внимание их осо­бое положение в системе фототрофных микроорганизмов, посколь­ку их метаболизм и механизм фотосинтеза с выделением кисло­рода (оксигенный тип) более соответствует растениям, нежели бактериям.

Пигментный состав сине-зеленых сходен с таковым у красных водорослей. Основным фотосинтетическим пигментом является хлорофилл а, присутствуют также каротиноиды и фикобилины (фикоцианин, фикоэритрин и аллофикоцианин). Запасными про­дуктами являются гликогеноподобное вещество, волютин, цианофицин. По строению клетки сине-зеленых сильно отличаются от остальных вышеописанных групп, ибо это типичные прокариотаческие организмы, лишенные ядра и характерных клеточных органелл, за исключением рибосом. Клеточная оболочка сине-зеленых соответствует оболочке грамотрицательных бактерий. Важным ее компонентом является муреиновый слой, придающий клетке проч­ность.

В клетках сине-зеленых нет ограниченного мембраной ядра. Про­топласт дифференцирован на периферическую окрашенную хроматоплазму и центральную бесцветную центроплазму. В хроматоплазме присутствуют изолированные пигментонесущие тилакоиды. В центроплазме находится генетический аппарат клетки виде одной гигантской хромосомы (нуклеоид). Сине-зеленые водоросли размножаются экзогенными или эндогенными спорами и гормогониями. Типичного полового процесса нет. Отсутствует также жгутиковый аппарат.

Представители: род Анабена (Anabena), Носток (Nostoc).

Отдел Лишайники (Lichenophyta)

Лишайники — своеобразная группа организмов, в теле кото­рых сочетаются два компонента: автотрофный фикобионт (водо­росль) и гетеротрофный микобионт (гриб), образующие единый симбиотический организм. Вегетативное тело лишайников — слое­вище (таллом), как и у других низших растений, не дифференци­ровано на листья, стебель и корень. Окраска слоевища лишайни­ков обусловлена различными пигментами и может быть серой, сизой, зеленоватой, желтой, оранжевой и др.

По внешней морфологии различают несколько групп лишай­ников:

1. Накипные, или корковые. Имеют вид накипи, покрывающей субстрат и плотно срастающейся с ним, так что отделить их от субстрата не удается. К этой группе принадлежит до 80% всех ли­шайников.

2. Листоватые. Имеют вид пластинок, прирастающих к субстра­ту пучком гифов и легко отделяющихся от субстрата. У слоевища можно отличить верхнюю и нижнюю поверхности.

3. Кустистые. Имеют вид кустиков, довольно сильно разветв­ленных, срастающихся с субстратом своим основанием и легко отделяющихся.

Встречаются и промежуточные формы, совмещающие призна­ки двух групп, например кустисто-пластинчатые.

По анатомическому строению таллома и характеру расположе­ния в нем водорослей различают два типа лишайников:

1.Гомеомерные лишайники, таллом которых состоит из переплетающихся гифов гриба, среди которых равномерно по всей толще распределены клетки водорослей. Такое строение свойствен­но накипным лишайникам.

2. Гетеромерные лишайники, таллом которых состоит из не­скольких слоев. Гетеромерную структуру имеет большинство ли­шайников. В их слоевище различают толстостенную верхнюю и нижнюю кору, представляющую собой плотное сплетение гифов микобионта.

Размножение у лишайников преимущественно вегетативное: уча­стками таллома, соредиями и изидиями. Соредии представляют собой группы клеток во­дорослей, оплетенных гифами гриба. Они закладываются вблизи верх­ней поверхности тела лишайника. Изидии — выросты таллома лишайника, состоящие из гифов гриба и водоросли. Они отрываются от тела ли­шайника и также, как соредии, дают начало новому таллому.

Рост лишайников происходит очень медленно. За год их таллом нарастает у разных видов от 1 до 10 мм. Продолжительность жизни таллома у отдельных видов может достигать 100 лет и более.

Представители: олений мох (Cladonia rangiferina).

Дата добавления: 2015-07-20