Тема водорослей и их размножения постоянно попадается на ЕГЭ по биологии. Ученики часто путаются в наборах хромосом и делении клеток. Разберём, как устроены низшие растения, чем отличаются отделы водорослей и как протекает их размножение. После изучения статьи ты научишься определять хромосомные наборы и уверенно выполнять экзаменационные ботанические задачи.
Систематика и общая характеристика низших растений
Главным критерием низших растений является отсутствие дифференцированных тканей и настоящих органов. У них нет корней, стеблей и листьев. Их тело называется слоевищем или талломом. Они поглощают воду и минеральные вещества всей поверхностью тела. К низшим растениям относят исключительно водоросли.
В школьном курсе выделяют три основных отдела водорослей. Их классификация базируется на составе пигментов и глубине обитания.
Зелёные водоросли обитают преимущественно в пресных водоёмах и на небольших морских глубинах. Они содержат хлорофилл, который придаёт им зелёную окраску.
К ним относятся:
- Одноклеточные формы: хламидомонада и хлорелла. Хламидомонада подвижна, имеет два жгутика, светочувствительный глазок (стигму) и чашевидный хроматофор. Хлорелла неподвижна.
- Многоклеточные нитчатые формы: улотрикс и спирогира. Улотрикс имеет хроматофор в форме незамкнутого кольца (подковы), а у спирогиры он закручен в виде спирали.
Бурые водоросли живут в морях и океанах, образуя подводные заросли. Хлорофилл в их клетках маскируется бурыми пигментами — фукоксантином. Типичные представители: ламинария (морская капуста) и фукус.
У бурых водорослей появляются ризоиды. Они служат для прикрепления к каменистому грунту, но не впитывают вещества, как настоящие корни. Водоросли этого отдела накапливают большое количество йода.
Красные водоросли, или багрянки, способны поглощать свет на максимальной глубине водоёмов. В их клетках содержатся красные пигменты (фикоэритрины), которые улавливают слабые синие лучи света, проникающие глубоко под воду. Представители: порфира, филлофора. Именно из красных водорослей получают агар-агар.
Жизненные циклы водорослей
Жизненный цикл растений включает чередование двух поколений.
Спорофит (2n) — это диплоидное поколение. Его главная функциональная задача заключается в образовании спор. У растений споры всегда образуются путём мейоза.
Гаметофит (n) — это гаплоидное поколение. Он образует половые клетки (гаметы). Гаметы у растений всегда образуются путём митоза.
Жизненный цикл хламидомонады
В жизненном цикле зелёных водорослей доминирует гаметофит. Хламидомонада большую часть жизни проводит в гаплоидном состоянии.
В благоприятных условиях водоросль размножается бесполым путём. Клетка теряет жгутики и делится митозом внутри материнской оболочки. Образуются 4 или 8 подвижных зооспор, которые выходят наружу и растут.
При наступлении неблагоприятных условий, таких как похолодание или высыхание водоёма, запускается половой процесс.
Жизненный цикл улотрикса
Улотрикс — это многоклеточная прикреплённая нитчатая водоросль. Его цикл похож на цикл хламидомонады, но протекает в многоклеточном нитчатом талломе.
В благоприятных условиях некоторые клетки нити становятся спорангиями. В них митозом образуются четырёхжгутиковые зооспоры. Оседая на субстрат, зооспора делится митозом и даёт начало новой нити улотрикса.
В неблагоприятных условиях внутри клеток образуются двужгутиковые гаметы. Они сливаются в воде с образованием диплоидной зиготы. Зигота зимует, затем делится мейозом с образованием четырёх безжгутиковых спор. Каждая спора вырастает в новую гаплоидную нить.
Жизненный цикл бурых водорослей
Преобладающее поколение — спорофит. Рассмотрим на примере ламинарии.
Разбор заданий ЕГЭ
Задание 1
Какой цифрой на рисунке указан организм, который образует колонии?
1 — хламидомонада, 2 — эвглена зелёная, 3 — спирогира, 4 — ламинария, 5 — улотрикс, 6 — вольвокс.
Решение:
На рисунке под номером 6 изображён вольвокс — колониальная зелёная водоросль, состоящая из множества клеток, объединённых в шаровидную колонию.
Ответ: 6.
Задание 2
Установите соответствие между характеристиками и водорослями, обозначенными на рисунке ниже цифрами 1, 2, 3, 4: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
