Методическая разработка открытого урока.

Тема: « Водоросли. Общая характеристика ».

Тип урока: изучение нового материала.

Общая дидактическая цель: познакомить учащихся с характерными общими признаками строения водорослей, как представителей низших растений, показать особенности среды обитания и приспособленности к ней.

Предметные результаты: – формировать умение отличать водоросли от других изученных растений (по таблице); – формировать умение объяснять особенности строения и жизнедеятельность водорослей; – формировать умение понимать смысл биологических терминов: слоевище, водоросли.

Метапредметные и личностные результаты:

Коммуникативные УУД

1.Сформировать умение самостоятельно организовывать учебное взаимодействие при работе в группе (паре).

Регулятивные УУД

Сформировать умение самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока) .

2.Сформировать умение работать по плану, сверять свои действия с целью и при необходимости исправлять ошибки самостоятельно .

3.Сформировать умение в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки.

Познавательные УУД

1.Сформировать умение анализировать, сравнивать, классифицировать и обобщать факты и явления, выявлять причины и следствия простых явлений.

2. Сформировать умение строить логическое рассуждение, включающее установление причинно-следственных связей.

Выяснить особенности внешнего строения водорослей;

Показать особеннос ти клеточного строения водорослей;

Формировать умение вести научный диалог;

Совершенствовать навыки работы с научным текстом, рисунками, гербарием, видеоматериалом.

Оснащение урока:

ИКТ: ноутбук, мультимедийный проектор, экран, мультимедийная презентация « Водоросли. Общая характеристика».

Дидактический и раздаточный материал: учебник, микроскопы, инструктивные карточки, живые представители высших и низших водных растений, таблицы «одноклеточные водоросли», «многоклеточные красные и бурые водоросли», раздаточный материал.

Методы обучения: частично-поисковый, проблемный, объяснительно-иллюстративный, научный, исследовательский, репродуктивный.

Контроль: фронтальный контроль учителя в течение урока, самоконтроль, взаимоконтроль

Ход урока

I. Организационный этап (1-2 минуты)

Мотивация этапа: подготовить учащихся к работе на уроке. Настрой детей на работу. Создание благоприятной обстановки для работы на уроке.

Говорят, улыбка – поцелуй души. Давайте посмотрим, друг на друга и улыбнемся. Присаживайтесь на свои места. Я не сомневаюсь в том, что сегодня вы дружно и активно поработаете.

II. Этап мотивации (2-3 минуты)

Мотивация этапа: создать мотивирующую ситуацию для организации и направления к цели познавательной деятельности учащихся.

Фронтальная работа.

Учитель:

Все разнообразие живых организмов объединяется в царства. Сколько выделяют царств живой природы?

Учащиеся: 6

Учитель на доске начинает составлять графическую схему.

Учитель: Какое царство живой природы мы изучаем в этом году?

Р.

Учитель: Посмотрите пожалуйста на слайд, что вы видите???

Учащиеся: царство «растения» зеленым цветом.

Учитель: Почему???

Учащиеся: они имеют хлоропласты, для них характерен процесс фотосинтез.

Хорошо.

Р.

фотосинтез

хлоропласты

Учитель: Это главный признак, который отличает все растения от других царств живой природы. Царства растения объединяет более 500 видов, которые объединяются в 5 отделов. Какие отделы вы знаете? ( покрытосеменные, голосеменные, папоротниковидные, моховидные, водоросли ).

А вот какой отдел мы будем изучать сегодня на уроке, вы определите сами, работая в группах.

3. Формулирование темы урока. Постановка целей урока .(15 мин)

На предыдущих уроках мы с вами познакомились с внешним и внутренним строением растений, а также классифицировали их на низшие и высшие. Сегодня мы с вами переходим к изучению непосредственно отделов растений. А вот какой отдел мы будем изучать сегодня на уроке вы попробуйте ответить мне сами после выполнения следующего задания.

Учащимся, необходимо решить несложные примеры, заменить числовые ответы на буквы, самостоятельно узнать тему урока.

24, 29, 56, 29, 100, 29, 44, 82 , 123

В О Д О Р О С Л И

54-25=О 134-34=Р 26+56 =Л 12+12=В, 24+32=Д 56-12=С 165-42=И

Учитель: Какой отдел мы сегодня на уроке будет изучать?

Учащиеся: Водоросли.

Учитель: Попробуйте сформулировать тему урока.

Учащиеся формулируют варианты тем.

Работа учителя со схемой.

Р.

водоросли

фотосинтез

хлоропласты

Тема урока: Путешествие в мир водорослей.

Учитель: Ребята, добро пожаловать к самым древним растениям на Земле. А теперь давайте попробуем сформулировать цель нашего урока. Что мы должны сегодня с вами узнать?

Ответы учащихся.

Учитель: Итак, целью нашего урока: Познакомиться с внешними признаками отдела водоросли. Сегодня на уроке вы познакомитесь с признаками, по которым все водоросли объединили в один отдел. Наша задача в течение урока дать общую характеристику водорослям и составить графическую схему на доске.

4. Изучение нового материала (беседа учителя с учащимися)

Учитель: Первое путешествие мы совершим с вами туда, где обитают водоросли. Но у меня к вам вопрос. Почему не все водоросли зеленые? Посмотрите на таблицу. Эти водоросли, почему то красные и бурые. Может кто-то мне объяснит?

Учащиеся выдвигают гипотезы. Учитель: Я предлагаю вам ознакомиться с научной статьей, и после мы определим, кто же из вас был прав.

Индивидуальная работа учащихся с научной статьей (приложение 2 ).

Учитель организует диалог с учащимися по проблеме.

Фронтальная беседа по вопросам:

1. В какой среде обитания живут водоросли?

2. А каких представителей водорослей вы знаете?

3. На какие группы мы можем с вами классифицировать все водоросли? (одноклеточные и многоклеточные)

4. На каких глубинах обитают зеленые водоросли? (небольшие)

6. На каких глубинах обитают красные и бурые водоросли? (более 200 м )

7. Какие лучи они поглощают? (остатки радуги )

8. Идет ли фотосинтез у красных и бурых водорослей? (да )

Учитель: Таким образом, зеленый пигмент усваивает только красные и синие лучи, которые не доходят на большие глубины. Это приспособление, связанное с процессом фотосинтеза. Итак, подтвердилась ли ваша гипотеза?

Учащиеся: да (нет)

1. пигмент

водоросли

хлоропласты

фотосинтез

Окраска

Минутки релаксации «Мир в капле росы». (2мин) На уроке в средней школе дети быстро утомляются, поэтому им так необходима минутка отдыха. Удивительная музыка и яркие картинки помогут не только снять напряжение на уроке, но и увидеть необыкновенную красоту окружающего мира. Дети смогут понять и почувствовать, что такой хрупкий мир нужно беречь.

А чем же отличаются водоросли от других отделов растений? Чтобы ответить нам на этот вопрос, давайте выполним следующее задание:

Индивидуальная работа и в парах.

Задание.

1. Рассмотрите в стаканчиках под номерами 1 и 2 водные растения.

2. Сравните эти растения по внешнему виду и определите, в каком из стаканчиков находится водоросль, а в каком нет.

3. Заполните сравнительную таблицу в тетради.

3. Докажите почему.

Учащиеся определяют, в каком стаканчике водоросли и доказывают: так как у них нет органов, следовательно, водоросли относятся к низшим растениям (материал по высшим и низшим изучался на прошлом уроке).

Учитель продолжает заполнять схему на доске.

1. пигмент

водоросли

фотосинтез

хлоропласты

Окраска

слоевище

Нет органов

Учитель: И у нас с вами остался последний вопрос: Для чего же необходимы водоросли в природе и окружающем мире? Посмотрите пожалуйста на слайд и попытайтесь сформулировать для чего нужны водоросли?.

Учитель дополняет схему на доске.

1. пигмент

водоросли

фотосинтез

Р.

хлоропласты

Окраска

слоевище

Нет органов

3. Роль в природе

Учитель предлагает учащимся по желанию дать общую характеристику отделу водоросли по схеме у доски. Затем обобщает материал по схеме на доске.

I V . Закрепление.(10 мин).

А сейчас я предлагаю вам выполнить ряд заданий в качестве закрепления и проверки полученных знаний: ……ребусы, убрать лишнее, вставить пропущенные слова.

На этом наше путешествие в мир водорослей закончено.

V .Подведение итогов. (2-3 минуты) Учитель предлагает оценить учащимся свою работу по листу самооценки (приложение 4). Учащиеся высказывают свое мнение, анализируя свою работу на уроке.

VI . Домашнее задание:

Мотивация этапа: сообщить учащимся о домашнем задании, подвести итоги урока, выставить оценки за работу на уроке.

По выбору

1. Учебник стр.93(прочитать).

2. Общая характеристика водорослей (пересказ по схеме).

3. C оставить кроссворд на данную тему.

Задачи урока:

1. Познакомить учащихся с особенностями среды обитания, строения и жизнедеятельности водорослей, как наиболее просто организованных представителей растительного мира;
2. Объяснить способы размножения водорослей;
3. Показать значение водорослей в природе и жизни человека.

Тип урока:

Урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Оборудование:

Таблица “Водоросли”, презентация темы (мультимедийное сопровождение) “Водоросли”, индивидуальные карточки, рисунки водорослей, рецепт салата из водорослей.

Ход урока

1. Организационный момент:

Приветствие учащихся – 1 минута, (слайд 1, 2) Приложение 1

Подготовка к опросу – 3 минуты.

2. Проверка домашнего задания:

• Работа по индивидуальным карточкам (4 человека)
  – размеры растений – рис.30 (Приложение 3 , Приложение 4 )
  – разнообразие растений – рис 31, 32, 33 (Приложение 2 )
  – работа с классом мини– футбол (слайд 3, 4, 5)
• Фронтальный опрос. Разминка “Термины” (1–4 человека)
  – ботаника – это…..
  – низшие растения – это…..
  – высшие растения – это…
  – таллом, или слоевище – это…
• Индивидуальная работа с учащимся (слайд 6) . Работа у доски. Выстраивание классификации царства растений

3. Активизация знаний учащихся

Индивидуальный опрос 5 учащихся. Вопросы в конце параграфа.

– Что изучает ботаника?

– Почему растения выделили в самостоятельное царство?

– Какое значение имеют растения в природе?

– Какое значение имеют растения в жизни человека?

– Почему нужно охранять растения?

Оценивание ответов учащихся

4. Изучение нового материала (25 мин)

9Запись в тетради темы урока). Рассказ учителя (слайд 7).

Водоросли самые древние животные на Земле. Они в основном живут в воде, но встречаются виды, обитающие на сырых участках почвы, коре деревьев и других местах с повышенной влажностью.

Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные растения. Водоросли относятся к низшим растениям. Они не имеют ни корней, ни стеблей, ни листьев. Водоросли размножаются простым делением клеток или спорами.

Водоросли произошли от различных предков.

1) Одноклеточные водоросли

(Работа с учебником стр. 58–67 по 1–2 вариантам).

Обитание или распространение (слайд 8)

Зеленые водоросли обитают в соленой и пресной воде, на суше, на поверхности растений, камней или зданий, в сырых, затененных местах. Вы, очевидно, наблюдали летом “цветение” воды в лужах и прудах, а при сильном освещении и в аквариуме (слайд 9) . “Цветущая” вода имеет изумрудный оттенок. Под микроскопом в капле воды видно множество одноклеточных зеленых водорослей, которые и придают ей изумрудный оттенок (слайд 10) .

В “цветении” воды чаще всего встречается одноклеточная водоросль

Хлорелла. *Строение: оболочка, цитоплазма с ядром, а в цитоплазме зеленый хроматофор (слайд 11) .

* Размножение хлореллы (слайд 12) .

* Зеленая одноклеточная водоросль, распространенная в пресных водоемах и на влажных почвах, (слайд 13)

Хламидомонада (с греческого “простейший организм, покрытый одеждой-оболочкой” (слайд 14). Имеет грушевидную форму, движется в воде при помощи 2-х жгутиков.

* Строение (стр. 35 хламидомонада и хлорелла) снаружи покрыта прозрачной оболочкой, под которой расположены цитоплазма с ядром, красный “глазок” (светочувствительное тельце красного цвета), крупная вакуоль (заполненная клеточным соком), и две маленькие пульсирующие вакуоли. Хлорофилл и другие пигменты находятся в хроматофоре, (слайд 15)

* Размножение, (слайд 16, 17)

В рабочей тетради оформить лабораторную работу № 39, стр. 18.

Динамическая пауза (движение водорослей при течении)

2) Многоклеточные водоросли

Зеленые водоросли обитают в проточных водоемах, прикрепленных к подводным камням и корягам (улотрикс). В стоячих и медленно текущих водах плавают и оседают на дно ярко-зеленые камки. Они похожи на вату и образованны скоплениями нитчатой водоросли спирогиры. Живут в морях и океанах (ульва или морской салат). В пресноводной воде обитают харовые водоросли, имеющие сложное строение (слайд 18, 19).

У многоклеточных представителей зеленых водорослей тело (слоевище) имеет форму нитей или плоских листовидных образований. У харовых водорослей имеются ризоиды (с греческого “риза” – корень и “Эйдос” – вид) бесцветные ветвистые нитевидные клетки. С помощью их прикрепляются к грунту.

Бурые водоросли. Морские растения, внешний признак желтовато-бурая окраска слоевищ. Что такое слоевище? Нитевидное, шаровидное, пластинчатое, кустообразное. К грунту прикрепляются ризоидами или основанием слоевища. У некоторых бурых водорослей появляются группы клеток, которые можно назвать тканями (слайд 20).

Ламинария, или морская капуста (север, Ледовитый океан). Цистозейра (Черное море).

Красные водоросли или багрянки – многоклеточные морские растения. Редко встречаются в пресноводных водоемах. Очень немногие одноклеточные. Размеры от нескольких сантиметров до 1 метра в длину. Кроме хлорофилла содержаться красные и синие пигменты. Багрянки разнообразны: нитевидные, цилиндрические, кораллоподобные и т.д. Их можно встретить даже на глубине 100–200 метров (слайд 21).

В каких морях обитают филлофора, порфира и др.?

Почему они разные?

? проблемный вопрос (слайд 22)

А на одном ли уровне живут водоросли? (слайд 23)

5. Беседа с учащимися для проверки усвоенных знаний

Какое значение водорослей для человека?

1. Питаются рыбы и другие животные.
2. Химическая промышленность – йод, калийные соли, целлюлоза, спирт и др.
3. Удобрение и корм скоту.
4. Агар-агар, использование в хлебопечении, кондитерской, бумажной и текстильной промышленности. Выращивают микроорганизмы.
5. Для разнообразных блюд, (слайд 24)

Вывод: Наличие водоросли – необходимое условие для нормальной жизни водоема.

(Рецепты салатов из морской капусты), (слайд 25)

6. Закрепление материала

• Показ рисунков различных видов водорослей. Необходимо назвать вид или род, класс…(Приложение 7 )
• Индивидуальная работа у доски. Квалификация отдела водоросли, (углубление), (Приложение 5 , Приложение 6 )

7. Оценивание работы учащихся на уроке.

• За работу на уроке всем ребятам раздать рецепт приготовления салата из водорослей “ Витаминный” (Приложение 8 ).

8. Объяснение домашнего задания.

На дом § 12, упр. 40, 41, 42 в рабочей тетради.

9. Рефлексия предлагается пруд, на который нужно прикрепить разного цвета водоросли по настроению и интересу к уроку. (По Люшеру).

Класс: 7

Тема: «Многообразие водорослей: отделы Зелёные водоросли, Бурые и
Красные водоросли. Распространение в водных и наземных биоценозах, экологическая роль водорослей. Практическое значение».
Оборудование: иллюстрации и фотографии водорослей, таблицы «Многообразие водорослей», влажные препараты водорослей, текст в учебнике «Биология. Многообразие живых организмов. 7 класс» В.Б. Захаров, Н.И. Сонин, 2012 года, раздаточный материал, таблички с номерами на столы, компьютер, колонки.

Тип урока: Изучение нового материала.

Технология развития критического мышления.

Цель: создание условий для формирования у учащихся представлений о многообразии водорослей, их значение.

Задачи:
1. Образовательные: конкретизировать особенности строения и многообразие отделов водорослей (зеленые, бурые, красные), места их обитания. Определить значение водорослей в природе и практической жизнедеятельности человека.
2. Развивающие: способствовать развитию критического мышления, навыков самоанализа и рефлексии.
3. Воспитательные: формировать культуру умственного труда, коммуникативные качества, прививать бережное отношение к родной природе.

Ход урока:

Организационный момент.
Учитель: приветствие учащихся, настрой на работу через релаксацию (на фоне музыки). Сделайте глубокий вдох, поставьте руки на уровне груди, ладонями вверх. Закройте глаза. Представьте, что у вас на ладонях лежит тёплое солнышко. Задержите дыхание. Почувствуйте на своих ладонях тепло. Сделайте глубокий вдох. Нарисуйте руками солнышко. Пусть оно будет символом вашего хорошего настроения. А теперь нарисуйте сердечко. Пусть оно будет символом доброжелательного отношения друг к другу.

II. Стадия «Вызов»:
Кластер – приём систематизации материала в виде схемы, когда выделяются смысловые единицы текста. На стадии вызова в ходе фронтальной беседы выясняется, выписывается на доску в кратко сформулированном виде то, что детям уже известно по данной теме.
Учитель: Напишите в схеме (кластере) всё, что вы знаете о водорослях?

Учащиеся: определяют и записывают признаки водорослей на доске.
Учитель: что ещё нужно изучить, чтобы у вас полностью сформировались знания о водорослях?
Учащиеся: дополняют известные сведения о значении водорослей.
Учащиеся: самостоятельно определяют тему урока (Многообразие
и значение водорослей).

Стадия «Осмысление»:
Приём «Зигзаг», так как учащиеся усваивают быстро и качественно лишь то, что тут же после получения новой информации передают другим. Этот прием способствует формированию навыков сотрудничества.
Для работы учащихся объединяются в три группы по 6 человек. Члену каждой группы присваивается номер 1,2,3. На столы выставляются номера, согласно которых происходит перегруппировка: все первые номера садятся вокруг стола с цифрой 1, вторые номера занимают места вокруг стола № 2, третьи – вокруг стола № 3. Учебный материал разбивается на отдельные блоки. Каждой группе предлагается для изучения свой блок:
«Зелёные водоросли» (Приложение 1)
«Бурые водоросли» (Приложение 2)
«Красные водоросли» (Приложение 3)

Учащиеся: повторяют правила работы в группе; самостоятельно перерабатывают информацию и представляют её в виде таблицы, кластера или блок-схемы.

Учащиеся: по три участника каждой группы перемещаются в другую группу, где производится обмен полученными сведениями. После обсуждения в других группах, все учащихся возвращаются в свои группы.

Представитель от каждой группы вывешивает свой кластер, таблицу или блок-схему и озвучивает его. Помощниками могут выступать только представители других групп, кто первоначально с этим материалом не работал. В итоге выстраивается весь текст целиком, только в наиболее сжатом варианте с выделением ключевых положений. При работе с данным приемом наиболее важным является умение слушать партнера, оформлять свои мысли графическим способом. (Физминутка).

Стадия «Рефлексия»:
Работа в группах – составить «Синквейн»:
5 строк:
1 – понятие (существительное, 1 слово) ;
2 – прилагательные (два слова) ;
3 – глаголы (три слова) ;
4 – предложение (из четырех слов) ;
5 – суть объекта.
Пример синквейна:
1 – Водоросли
2 – Зеленые, подводные
3 – Растут, дышат, размножаются
4 – Выделяют кислород в воду
5 – Живые.

Домашнее задание:
Прочитать текст в учебнике на странице 43-48.
Ответить устно на вопросы на странице 49 № 5-9.
Сделать таблицу «Многообразие водорослей» (отдел, представители, особенности строения).
Сделать сообщение «Ламинария», «Хлорелла» (по выбору).
Сделать кроссворд «Многообразие водорослей» (по выбору).

Приложение 1.
Раздаточный материал
«Зелёные водоросли»

Прочитать текст в учебнике на страницах 43(2,3 абзацы), 45; дополнительные сведения.
Определить отличительные особенности зелёных водорослей.
Назвать представителей.

Зеленые водоросли
Синезеленые водоросли, накапливающиеся в водохранилищах в периоды летнего «цветения» воды - явления, ставшего в годы жаркого лета подлинным бичом наших южных искусственных водоемов. Исследования показали принципиальную возможность использования этой массы как в сельском хозяйстве в качестве органического удобрения под некоторые культуры и кормовой добавки в пищевом рационе домашних животных, так и в промышленности для получения некоторых ценных химических веществ. Однако серьезным препятствием на этом пути служит сезонность «цветения» воды, непостоянство этого явления и его зависимость от погодных условий каждого отдельного лета. Поэтому действительно широкий размах получает сейчас другое направление в практическом использовании микроскопических водорослей, основанное на возможности управлять процессом- искусственное культивирование их в производственных целях. Исходным объектом такого культивирования послужила одноклеточная водоросль хлорелла, но к настоящему времени в круг подобных объектов вовлечены не только другие зеленые, но и сине-зеленые и диатомовые водоросли. Это направление, постепенно становящееся особой отраслью микробиологической промышленности, чрезвычайно интересно и значительно.

Приложение 2

Раздаточный материал
«Бурые водоросли»

Прочитать текст в учебнике на страницах 47-48; дополнительные сведения.
Определить отличительные особенности бурых водорослей.
Назвать представителей.
Указать значение данной группы водорослей в природе и жизнедеятельности человека.

Бурые водоросли
Наибольшей известностью пользуется у нас так называемая морская капуста. Это главным образом ламинария и близкие к ней виды бурых водорослей, например алария и ундария. Продукты, получаемые из ламинариевых, известны в Японии под названием «комбу»; для их приготовления применяют не менее 12 способов. Собранную морскую капусту высушивают на берегу, затем режут на ленты и складывают в пачки. Из морской капусты и комбу приготовляют самые разнообразные кушанья, чаще всего употребляя вместо обыкновенной капусты в супах, с мясом, рыбой, рисом и т. п. Употребляют ее и в кондитерских изделиях - засахаренную, в пастиле, конфетах и т. д.
Приложение 3

Раздаточный материал
«Красные водоросли»

Прочитать текст в учебнике на страницах 44(2 абзац), 46; дополнительные сведения.
Определить отличительные особенности красных водорослей.
Назвать представителей.
Указать значение данной группы водорослей в природе и жизнедеятельности человека.

Красные водоросли
Одним из наиболее известных промышленных продуктов водорослевого происхождения является агар, или кантен, представляющий собой слизистое вещество, извлекаемое из морских водорослей путем их выварки. Все морские водоросли в той или иной мере отличаются слизистым слоевищем. Если их подвергнуть выварке, то слизь переходит в раствор, застывающий при охлаждении в плотный студень белого или желтоватого цвета (в зависимости от очистки). Его высушивают и выпускают в продажу в виде лент, плиток, кубиков и порошка. Сухой агар в кипящей воде снова легко переходит в раствор, и даже 20 г его на литр воды дают довольно плотный студень. Применение агара разнообразно. В больших количествах его используют в пищевой промышленности при изготовлении мармелада, пастилы, мороженого, сыра и других, преимущественно кондитерских, изделий. Агар добавляют в хлеб, это повышает его качество, и он не так быстро черствеет. В бумажной промышленности его применяют для придания бумаге плотности и глянца, с той же целью его используют в текстильной промышленности при аппретуре, т. е. отделке тканей, и в ряде других отраслей. Наконец, в громадных количествах агар используют в научно-исследовательской работе в качестве твердой среды (после пропитывания питательными солями) для культивирования микроорганизмов. При сходной, но более грубой обработке из водорослей получают клей, который находит применение как в текстильном, так и строительном деле. Прибавление клея к цементу, штукатурке и прочим строительным материалам увеличивает их крепость и водонепроницаемость.

Библиографический список.
Большая серия знаний. Биология / Коллектив авторов. – М.: ООО «Мир книги». «Русское энциклопедическое товарищество», 2005. – 128.: ил.
Книга для чтения по ботанике. Д.И. Трайтак.- М.: Просвещение, 1978.

Название: Конспект урока по биологии в 7 классе. Тема «Многообразие водорослей: отделы Зелёные водоросли, Бурые и Красные водоросли. Распространение в водных и наземных биоценозах, экологическая роль водорослей. Практическое значение»
Номинация: Школа, Биология (класс 5-11), 7 класс

Должность: учитель первой квалификационной категории
Место работы: Муниципальное общеобразовательное учреждение «Шерагульская средняя общеобразовательная школа»
Месторасположение: село Шерагул, Тулунский район, Иркутская область

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Тема урока: Понятие о систематике растений

Систематика – наука о классификации Основоположником научной систематики является шведский ученый Карл Линней (1707-1778гг.). К. Линней в XVII в. ввел двойные, или бинарные названия видов. В 1753 г. Он опубликовал большой труд «Виды растений», где впервые применил двойные (бинарные) обозначения видов.

Первое слово, обозначаемое существительным, показывает принадлежность растения к роду Второе, обозначаемое прилагательным, - собственно видовое название, показывающее его отличие от других видов того же рода Смородина черная – смородина красная Ribes nigrum – Ribes rubrum Береза повислая – береза пушистая Betula pendula – Betula pubescens Один род - Ribes Один род - Betula

Систематика – раздел биологии, выявляющий родство растений, разрабатывающий принципы классификации растений и осуществляющий саму классификацию (т.е. распределение растений по группам разного ранга).

Царство – самая большая группа растений, заключающая в себе все растения, существующие на Земле. Основной единицей классификации является вид. Вид →род → семейство → класс → отдел → царство

Классификация групп царства Растения

К одному виду относятся родственные между собой растения, близкие по строению и жизнедеятельности, способные скрещиваться между собой и давать жизнеспособное потомство, похожее на родителей.

Водоросли и их значение

Водоросли - самые древние растения на Земле. Мир водорослей огромен по численности и многообразен по формам Doushantuophyton cometa - один из видов водорослей, обнаруженных в слоях формации Ланьтянь; дихотомически ветвящийся

Преобладающее большинство из них живет в пресной и соленой воде, некоторые произрастают в наземно-воздушной среде, располагаясь на стволах деревьев, каменных стенах, на поверхности почвы и даже снега и льда. Многие живут в почве и в сточных водах городских канализаций

Значение водорослей Являются основными образователями кислорода и органических веществ в природе Формируют донные отложения (полезные ископаемые) Приводят к заболачиванию водоемов Являются пищей для водных животных и человека (ламинария) Биологическая очистка сточных вод

Среди водорослей выделяют отделы: Зеленые водоросли (около 20000 видов) Бурые водоросли (1500 видов) Красные водоросли (4000 видов) Диатомовые водоросли (диатомеи) Харовые водоросли. Наука о водорослях - альгология. Отцом отечественной альгологии считают русского академика С.Г. Гмелина (1745-1774) Общая характеристика Водоросли Одноклеточные Многоклеточные

Зеленые водоросли

Хламидомонада

Вольвокс

Значение зеленых водорослей Водоросли очень важные продуценты, с которых начинается большинство пищевых цепей. Зеленые водоросли вносят определенный вклад в работу микроорганизмов по очистке сточных вод. Некоторые водоросли (хлорелла) будут использоваться во время космических полетов.

Бурые водоросли (ламинария) Бурые водоросли. Ламинария

Макроцистис

САРГАССУМ

Красные водоросли Красные водоросли Красные водоросли (багрянки)

Полисифония

Значение красных водорослей Из них получают агар-агар, который применяется в косметическом производстве - добавляют в мази, зубные пасты, кремы для рук, в пищевой промышленности – для приготовления желе, суфле, пастилы, мармелада, мороженого и других продуктов. Получают йод, калиевые соли, спирт, уксусную кислоту.

Диатомовые водоросли

Диатомеи

Значение диатомовых водорослей Для этих водорослей характерно особое строение клеточной оболочки, в которой содержится кремний. После гибелей клеток остатки диатомей падают на дно морей и озер и образуют большие отложения, где содержится 90%-кремния. Отложения диатомей используют как фильтрующий материал (при получении сахара и осветлении пива). Водоросли служат наполнителем при изготовлении красок или бумаги и как изоляционного материала.

Значение харовых водорослей Они служат основным кормом для водоплавающих птиц. Харовые смягчают жесткую воду. Там, где растут они, меньше комариных личинок. Ученые используют их для проведения различных опытов.

Строение водорослей Тело не расчленено на корень, стебель и листья, а представлено слоевищем, или талломом. Нет органов и тканей. В клетках тела присутствует хлорофилл и другие пигменты, обеспечивающие фотосинтез. Хлорофилл находится в хроматофорах.

Одноклеточные водоросли Особенностью одноклеточных водорослей является то, что их тело состоит из одной единственной клетки. Вот почему одноклеточным водорослям свойственны черты и отдельной клетки, и организма.

Строение одноклеточной водоросли хламидомонады

Размножение водорослей Водорослям свойственно как бесполое, так и половое размножение. Эти способы размножения у разных водорослей представлены по-разному

Бесполое размножение Под оболочкой материнской клетки образуются четыре клетки – споры со жгутиками – зооспоры. Зооспоры способны самостоятельно передвигаться, что способствует расселению. Дорастая до размеров материнской клетки, дочерние способны приступить к бесполому размножению Половое размножение Происходит при неблагоприятных условиях Участвуют несколько особей, которые образуют гаметы. выйдя из оболочки материнской клетки, они сливаются попарно с гаметами других особой Образуется зигота, которая покрывается толстой оболочкой. При наступлении благоприятных условий из зиготы образуется новое поколение водорослей.

Биологическое значение полового размножения: При половом размножении потомство наследует признаки обоих родителей, приобретает новое сочетание наследственных свойств, а это увеличивает его шансы на выживание

Спасибо за урок!

Предварительный просмотр:

Тема урока: Водоросли и их значение. Многообразие водорослей

Задачи

Образовательные:

Способствовать знакомству учащихся с многообразием водорослей, их классификацией, распространением на Земле, значением в природе и жизни человека. Закрепить и актуализировать полученные знания о водорослях и применять их в выполнении различных заданий.

Развивающие:

Продолжать обучение, работать с дидактическими материалами, дополнительной литературой (при подготовке к уроку), развивать культуру устной речи.

Воспитательные:

Способствовать воспитанию интереса к учебе, к результатам своего труда, формированию коммуникативных умений, экологического мышления, ответственного отношения к природе.

Ожидаемый результат:

Учащиеся должны знать : разнообразие и места обитания водорослей, их биологическое значение; строение и жизненный цикл одноклеточных водорослей.

Уметь : называть характерные отличия водорослей, раскрыть особенности размножения и развития водорослей; показать значение водорослей в природе и жизни человека; дать представление о систематике водорослей;

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор; микроскопы на каждый стол; культура живых одноклеточных водорослей; многоклеточные водоросли из аквариума; гербарий «Водоросли».

Ход урока

1. Актуализация знаний

Беседа по вопросам:
- На какие две группы в зависимости от строения можно разделить все растения?
- Что лежит в основе такой классификации?
- Какие растения относятся к группе низших растений?

2. Изучение нового материала

2.1 Водоросли

Мы начинаем изучение новой темы – водоросли.

Водоросли – большая группа растений, которая включает в себя несколько отделов. Мы познакомимся с представителями только трёх отделов: отдела зелёные водоросли, отдела бурые водоросли и отдела красные водоросли.

2.2 Сообщение темы и целей урока

2.3 Среда обитания водорослей

Вы, наверное, неоднократно видели водоросли. Где обитают водоросли?

Беседа с учащимися. Обобщение учителя .

Чаще всего водоросли обитают в воде (отсюда и название). В каких водах могут жить водоросли? (Ответы учащихся)

Водоросли живут в пресных и солёных водоёмах. Могут жить в стоячей воде (пруды, озёра) и в проточной воде (реки). А где ещё встречаются водоросли? (Ответы детей)

Водоросли могут также обитать на влажной почве, на коре деревьев, растущих во влажных местах.

Демонстрация натуральных объектов водорослей в аквариуме, на коре деревьев, на поверхности почвы в цветочном горшке с комнатным растением .

2.4 Особенности строения водорослей

Тем не менее, жизнь водорослей тесно связана с водой. Вы, наверное, слышали о том, что вся жизнь на Земле зародилась в воде. Водоросли – одни из самых древних растений на земле, поэтому они имеют наиболее простое строение и относятся к низшим растениям.

Каковы характерные признаки водорослей, как низших растений? Они не имеют дифференцированных органов- корней, стеблей, листьев. Тело водорослей (даже самых крупных) не разделено на отдельные органы, выполняющие определённые функции. У них нет отдельных фотосинтезирующих или поглощающих органов. Как вы думает, почему тело водорослей не дифференцировано на органы ?

Беседа .

Водоросль осуществляет эти функции всей поверхностью тела, которое называется таллом (или слоевище).

2.5 Одноклеточные водоросли

Среди водорослей есть как микроскопические одноклеточные водоросли, так и настоящие гиганты, достигающие в длину нескольких десятков метров.

2.5.1 Строение одноклеточных водорослей

Рассказ учителя с элементами беседы и с использованием слайдов презентации «Водоросли» .

Изучение водорослей мы начнём с изучения одноклеточных зелёных водорослей. Наверное, вы неоднократно летом наблюдали цветение воды в мелких водоёмах. Вода приобретает зеленовато – изумрудный оттенок благодаря большому количеству одноклеточных водорослей, которые размножились там в благоприятных условиях. Если зачерпнуть в стакан воду из такого водоёма и рассмотреть эту воду под микроскопом, можно увидеть одноклеточные водоросли хламидомонаду и хлореллу.

Хламидомонада в переводе с греческого означает «простейший организм, покрытый оболочкой». Она имеет грушевидную форму тела, на переднем, более узком, конце тела находятся два жгутика два жгутика, при помощи которых водоросль может двигаться. Тело водоросли покрыто прозрачной оболочкой, под которой находится цитоплазма с расположенным в ней ядром, красное светочувствительное тельце (глазок), две небольшие пульсирующие вакуоли, служащие водоросли для выделения избытков воды и ненужных веществ. Большую часть пространства клетки занимает хроматофор, содержащий пигмент хлорофилл, а также и другие пигменты.

Беседа .

О чём говорит наличие хлорофилла в водоросли? (ответ детей) Действительно, хламидомонада способна к фотосинтезу, то есть способна образовывать органические вещества из неорганических.

Как вы думаете, какое преимущество у свободно передвигающейся водоросли? (ответ детей) Верно, свободно передвигающейся водоросли легче найти благоприятные условия.

Какие условия будут наиболее благоприятными для фотосинтезирующей водоросли? (ответ детей) Правильно, светочувствительный глазок водоросли воспринимает свет, и с помощью жгутиков водоросль движется в сторону более освещённого места. Это явление стремления к свету называют положительным фототаксисом.

Лабораторная работа № 12 «Знакомство с одноклеточными водорослями из аквариума» .

Цель : знакомство с внешним видом одноклеточных водорослей

Оборудование и материалы : 1. Микроскоп, пипетка, препаровальная игла, предметные и покровные стекла. 2. Вода из аквариума с одноклеточными водорослями.

Ход работы :

1. Приготовьте микропрепарат зацветшей воды из аквариума. Для этого с помощью пипетки возьмите каплю воды из аквариума.
2. Рассмотрите микропрепарат под малым увеличением микроскопа.
3. Пользуясь рисунками из учебника, найдите в исследуемой капле аквариумной воды одноклеточную водоросль (хламидомонаду или другого представителя).
4. Фильтровальной бумагой с края покровного стекла уберите часть влаги. Рассмотрите водоросль при большом увеличении микроскопа.
5. Рассмотрите строение, опишите окраску тела. Пронаблюдайте за тем, как работает пульсирующая вауколь. Зарисуйте водоросль и надпишите ее части.
   

   Считается, что водоросли – примитивные организмы, т.к. нет у них сложных органов и тканей, отсутствуют сосуды. Но по физиологическим процессам, по тому, как они растут, размножаются, питаются, они очень схожи с растениями. Водоросли делят на экологические группы. Например, планктонные водоросли, живущие в толще воды. Нейстонные – селящиеся на поверхности воды и передвигающиеся там. Бентосные – организмы, живущие на дне и на предметах (в том числе и на живых организмах). Наземные водоросли. Водоросли, обитающие в почве. Также жители горячих источников, снегов и льдов. Водоросли, живущие в солёной воде и в пресной. А также водоросли, обитающие в известковой среде. Иногда водоросли избирают очень необычные (с точки зрения человека) места. В тропиках они могут поселиться в чайном листе, вызывая болезнь чайного куста под названием «ржавчина». В средних широтах они живут на коре деревьев. Выглядит это, как зелёный налёт на северной стороне деревьев. Зелёные водоросли вступают во взаимовыгодное сосуществование с грибами, в результате появляется особый самостоятельный организм под названием лишайник.Некоторые зелёные водоросли избрали себе для дома панцирь черепахи. Многие водоросли живут на поверхности и внутри своих более крупных собратьев. Красные и зелёные водоросли найдены в волосяных фолликулах тропических животных ленивцев. Не обошли они своим вниманием рачков и рыб, кишечнополостных и плоских червей.

   Зелёные водоросли – это организмы зелёного цвета, по строению и форме они самые разные. Помимо одноклеточных зелёных водорослей существуют многоклеточные, колониальные. Эти формы жизни бывают подвижные и неподвижные. Неподвижные или свободно плавают, или прикрепляются к чему-либо. У подвижных же есть особые жгутики. С помощью них эти водоросли могут перемещаться в пространстве. Размножаться зелёные водоросли могут разными путями, например, вегетативно. Некоторые виды последовательно сменяют половое размножение с бесполым. Другие же пользуются только каким-то одним видом размножения.

   Зелёные водоросли водятся как в пресных водоёмах, так и в солёных морях. Летом, когда тепло, можно часто видеть, как «цветёт» вода в лужах или в пруду. Это размножается водоросль – одноклеточная хламидомонада. На самой поверхности воды, где много света, любит жить хлорелла, также она может облюбовать стволы деревьев, разместившись в капельках дождя и образовав зелёный налёт на коре. Хлорелла выделяет очень много кислорода.

   Вольвокс – ещё одна разновидность зелёных водорослей – живёт целыми колониями в водоёмах. Внешне эти колонии напоминают ёлочные шарики, все клетки в них работают очень слаженно и соединены друг с другом мостиками цитоплазмы.

   Дальше в глубине располагаются многоклеточные зелёные водоросли. Это нитчатый улотрикс. Своими волосковидными образованиями (ризоидами), используемыми, как корни у обычных растений, улотрикс прикрепляется под водой к корягам или камням.

   Многоклеточная зелёная водоросль спирогира напоминает комок ваты. Эта водоросль имеет большое ядро с ядрышком. Размножается она двумя способами: как половым, так и бесполым. Половое размножение происходит осенью.

   Существуют ещё шаровидные крошечные водоросли протококкус, напоминающие светло-зелёную слизь.

   Сифоновые водоросли любят солнечные места, выглядят, как тёмно-зелёные разветвлённые нити.

   Ветвящиеся нежно-зелёные или серые кусты размером в 2-3 см, прикреплённые к листьям в воде или корягам, это кладофора.

   В морях и океанах у самой поверхности, где вода хорошо прогрета и освещена, живёт и размножается планктон. Он заключается из одноклеточных водорослей самых разнообразных видов, в том числе есть там и зелёные водоросли. Планктон является пищей для ракообразных и китов.

   Первые живые организмы появились более 3 миллиардов лет тому назад в водной среде, и биологи в начало растительной системы поставили водоросли - одно- и многоклеточные низшие растения, давшие 400 миллионов лет назад начало образованию на границе между водой и сушей первым высшим наземным растениям. В аквариум водоросли и их споры попадают вместе с кормом, растениями и рыбами, и если найдут в нём благоприятные условия, то быстро размножаются, покрывая стёкла, грунт, а также высшие растения, перекрывая им доступ к питательным веществам и обрекая их на гибель.

   Особенно опасны, с точки зрения развития водорослей, первые недели после устройства аквариума. В это время обмен веществ в высших растениях ещё слаб и решается вопрос, кто возьмёт верх, занесённые в аквариум водоросли или высшие растения, отнимающие у водорослей питательные вещества. Поэтому и нецелесообразна немедленная посадка рыб, ведь растения ещё не начали интенсивно питаться, а бактерии не приступили к своей полезной работе по переработке отходов. В этот период значительно уменьшит шансы роста водорослей густая посадка растений, и прежде всего таких, которые быстро растут, например, гигрофила, перистолистник, кабомба и другие водные растения с удлинённым стеблем. Позже их можно заменить более медленно растущими видами.

   Растениям в аквариуме водоросли могут принести много сложностей. Кстати, это одна из причин, по которой многие аквариумисты не допускают сильного освещения аквариума, считая, что этим способом можно остановить разрастание водорослей. Но это соответствует действительности лишь в отдельных случаях, так как, с другой стороны, существует немало водорослей, развивающихся именно при недостатке освещения.

   По поводу проблемы водорослей существуют самые разные мнения, но единые меры по борьбе с ними не могут быть выработаны: водоросли умеют приспосабливаться к любому составу воды и существуют только при определённых показателях. Так что для борьбы с ними помимо интуиции нужно еще немного везения; к тому же в процессе борьбы нельзя забывать о самочувствии растений и рыб. Требования разных типов водорослей к свету, как уже говорилось, тоже весьма разнообразны. Но одно совершенно ясно: биологическими методами, то есть при помощи рыб и улиток, едва ли удастся уничтожить водоросли на долгий срок. В самом благоприятном случае удастся сократить уже состоявшееся водорослевое нашествие. И потому не следует забывать о предлагаемых специализированной торговлей препаратах для уничтожения водорослей. Но используя их, надо учитывать и то обстоятельство, что при уничтожении низших растений не исключается и нанесение вреда высшим, то есть нашим аквариумным растениям. Сильному замедлению роста водорослей или предотвращению их появления также способствует добавка углекислоты в аквариумную воду.

   Итак вкратце подведём итог всему вышесказанному, какие же методы борьбы с водорослями наиболее распространены:

   1. Замечено, что водоросли не любят когда их тревожат. Поэтому нужно регулярно, лучше несколько раз в день, удалять их из аквариума пальцами или наматывать на шероховатую деревянную палочку. Правда, этот метод непригоден для некоторых видов водорослей, которые крепко прикрепляются к камням, листьям и другим предметам.

   2. Перекрыть доступ питательным веществам, для чего полностью затемнить аквариум, отключить аэрацию и фильтрацию и не проводить смену воды пока водоросли полностью не исчезнут (ценные виды растений на это время лучше удалить из аквариума).

   3. Стимулировать рост высших растений, которые подавят развитие водорослей, для чего увеличить количество быстро растущих растений, уменьшить рыбное население, повысить освещённость, сделать его продолжительность 8 - 10 часов, ежедневно проводить очистку грунта и смену 1/10 объёма воды.

   4. Многие виды водорослей можно уничтожить сульфатом меди. Из химически чистого или чистого для анализа сульфата меди готовят раствор, содержащий 1 г меди в 1 литре воды. Удалив из аквариума рыб, его вносят в воду из расчёта 1 - 10 мл на 1 литр воды, начиная со слабой концентрации, и, если она не даёт результата, то дозу увеличивают. После гибели водорослей воду в аквариуме полностью сменяют не менее 3 раз и лишь затем пускают рыб.

   5. В продаже имеются препараты для борьбы с водорослями. Их необходимо применять строго руководствуясь инструкцией.

   6. Ряд видов рыб поедают некоторые виды водорослей, особенно молодую поросль. Это, например, анциструс, гиринохейлус (в молодом возрасте), гуппи, лабео, лабеотрофеус, меченосец, отоцинклус, пецилия, стуризома, фарловелла и хелостома

   Водоросли могут использоваться в качестве индикаторов состояния водоема. Они являются биоиндикаторами. Они являются начальным звеном в трофической цепи экосистемы водоема.

   Это обширная и неоднородная группа примитивных, напоминающих растения организмов. За немногими исключениями, они содержат зеленый пигмент хлорофилл, который необходим для питания путем фотосинтеза, т.е. синтеза глюкозы из диоксида углерода и воды. Очень редко встречаются бесцветные водоросли, но во многих случаях зеленый хлорофилл маскируется у них пигментами другого цвета. Фактически среди тысяч видов, входящих в эту группу, можно найти формы, окрашенные в любой из тонов солнечного спектра. Хотя водоросли иногда относят к наиболее примитивным организмам, это мнение можно принять лишь с существенными оговорками. Действительно, у многих из них отсутствуют сложные ткани и органы, сравнимые с хорошо известными у семенных растений, папоротниковидных и даже у мхов и печеночников, однако все процессы, необходимые для роста, питания и размножения их клеток, весьма, если не полностью, сходны с происходящими в растениях. Таким образом, физиологически водоросли достаточно сложны.

   Водоросли - самые многочисленные, самые важные для планеты и шире всего распространенные фотосинтезирующие организмы. Их много повсюду - в пресных водах, на суше и в морях, чего нельзя сказать, например, о печеночниках, мхах, папоротниковидных или семенных растениях. Невооруженным глазом водоросли часто можно наблюдать в виде мелких или крупных пятен зеленой или иначе окрашенной пены («тины») на поверхности воды. На почве или древесных стволах они обычно выглядят как зеленая или сине-зеленая слизь. В море слоевища крупных водорослей (макрофитов) напоминают красные, бурые и желтые блестящие листья различной формы.

   Морфология и анатомия

   Размеры водорослей широко варьируют - от микроскопических форм диаметром или длиной в тысячные доли сантиметра до морских гигантов длиной более 60 м. Многие водоросли - одноклеточные или состоят из нескольких клеток, образующих рыхлые агрегаты. Некоторые представляют собой строго организованные колонии клеток, но есть и настоящие многоклеточные организмы. Клетки могут соединяться торцами, образуя цепочки и нити - как ветвистые, так и неветвистые. Вся структура в целом иногда выглядит как маленький диск, трубка, булава и даже дерево, а иногда напоминает ленту, звезду, лодочку, шар, лист или пучок волос. Поверхность клеток может быть гладкой, или же покрытой сложным узором из шипов, сосочков, ямок и гребней.

   У большинства водорослей клетки по общему строению сходны с зелеными клетками растений, например кукурузы или томата. Жесткая клеточная стенка, состоящая в основном из целлюлозы и пектиновых веществ, окружает протопласт, в котором различают ядро и цитоплазму с включенными в нее особыми органоидами - пластидами. Самые важные из них - хлоропласты, содержащие хлорофилл. В клетке также имеются заполненные жидкостью полости - вакуоли, которые содержат растворенные питательные вещества, минеральные соли и газы. Однако такая структура клетки свойственна не всем водорослям. У диатомовых одним их важнейших составляющих клеточной стенки является кремнезем, создающий как бы стеклянный панцирь. Зеленый цвет хлоропластов часто маскируется другими веществами, обычно - пигментами. У небольшого числа водорослей жесткой клеточной стенки нет совсем.

   Локомоция

   Многие водные вегетативные клетки и колонии водорослей, а также некоторые типы их репродуктивных клеток движутся довольно быстро. Они снабжены одним или несколькими бичевидными придатками - жгутиками, биение которых проталкивает их сквозь толщу воды. Некоторые лишенные клеточной стенки водоросли способны вытягивать вперед части своего тела, подтягивать к ним остальные и за счет этого «ползти» по твердым поверхностям. Такое движение называется амебоидным, поскольку примерно так же перемещаются всем известные амебы. Прямолинейная или зигзагообразная локомоция диатомовых - обладателей твердой клеточной стенки, - вероятно, обусловлена токами воды, создаваемыми различными струйчатыми движениями их цитоплазмы. Скольжение, ползание, волнообразное перемещение более или менее жестко прикрепленных к субстрату водорослей обычно сопровождается образованием и разжижением слизи.

   PAGE_BREAK--

   Размножение

   Почти все одноклеточные водоросли способны размножаться простым делением. Клетка делится надвое, обе дочерние клетки - тоже, и этот процесс в принципе может идти до бесконечности. Поскольку клетка погибает только в результате «несчастного случая», можно говорить о своего рода бессмертии. Особый случай - клеточное деление у диатомовых. Их панцирь состоит из двух половинок (створок), входящих друг в друга, как две части мыльницы. Каждая дочерняя клетка получает одну родительскую створку, а вторую достраивает сама. В результате у диатомеи одна створка может быть новой, а вторая - полученной в наследство от далекого предка. Протопласт некоторых вегетативных клеток способен разделяться с образованием подвижных или неподвижных спор. Из них после длительного или короткого периода покоя развивается зрелая водоросль. Это одна из форм бесполого размножения. При половом размножении у водорослей формируются мужские и женские половые клетки (гаметы). Мужская гамета сливается с женской, т.е. происходит оплодотворение, и образуется зигота. Последняя, обычно после периода покоя, длящегося в зависимости от вида водорослей от нескольких недель до нескольких лет, начинает расти и дает в конечном итоге взрослую особь. Гаметы сильно варьируют по размерам, форме и подвижности. У некоторых водорослей мужская и женская гаметы структурно сходны, а у других четко различаются, т.е. представляют собой спермии и яйцеклетки. Таким образом, половое размножение водорослей имеет множество форм и уровней сложности.

   Распространение и экология

   Водные водоросли

   На планете трудно найти место, где не было бы водорослей. Обычно их считают водными организмами, и, действительно, подавляющее большинство водорослей обитает в лужах и прудах, реках и озерах, морях и океанах, причем в определенные сезоны они могут становиться там очень обильными. Водоросли прикрепляются к скалам, камням, кускам древесины, к водным растениями или же свободно плавают, составляя часть планктона. Временами эта их взвесь, включающая миллиарды микроскопических форм, достигает консистенции горохового супа, заполняя собой обширные пространства озер и морей. Такое явление называют «водорослевым цветением» воды. Глубина, на которой можно встретить водоросли, зависит от прозрачности воды, т.е. ее способности пропускать необходимый для фотосинтеза свет. Большинство водорослей сосредоточено в поверхностном слое толщиной несколько дециметров, однако некоторые зеленые и красные водоросли встречаются и на значительно большей глубине. Отдельные виды способны расти в океане на глубине 60-90 м. Некоторые водоросли, даже вмерзнув в лед, могут сохранять в состоянии анабиоза жизнеспособность на протяжении многих месяцев.

   Почвенные водоросли

   Несмотря на свое название, водоросли встречаются не только в воде. Например, их очень много в почве. В 1 г хорошо унавоженной почвы можно обнаружить ок. 1 млн. их отдельных экземпляров. Те, что сосредоточены на поверхности почвы и непосредственно под ней, питаются путем фотосинтеза. Прочие живут в темноте, бесцветны и поглощают растворенную пищу из окружающей среды, т.е. являются сапрофитами. Основная группа почвенных водорослей - диатомовые, хотя местами в этой среде обитания обильны также зеленые, желто-зеленые и золотистые водоросли.

   Снежные водоросли в больших количествах часто встречаются во льдах и снегах арктической и антарктической пустынь, а также альпийских высокогорий. В холодных полярных морях они растут столь же хорошо, как и в горячих источниках. Так называемый «красный снег» - результат присутствия в нем микроскопических водорослей. Снежные водоросли бывают окрашены в красный, зеленый, желтый и бурый цвет.

   Другие типы водорослей

   Водоросли живут и во многих других местообитаниях, иногда весьма необычных. Они встречаются, например, на поверхности или внутри водных и наземных растений. Поселяясь в тканях многих тропических и субтропических видов, они растут здесь настолько активно, что могут повреждать их листья: у чайного куста такая болезнь называется «ржавчиной». В умеренном климате водоросли часто покрывают зеленым налетом кору деревьев, обычно с затененной стороны. Некоторые зеленые водоросли образуют симбиотические ассоциации с определенными грибами; такие ассоциации представляют собой особые, вполне самостоятельные организмы, называемые лишайниками. Ряд мелких форм растет на поверхности и внутри более крупных водорослей, а один род зеленых водорослей - только на панцире черепах. Зеленые и красные водоросли встречаются в волосяных фолликулах трехпалых ленивцев, населяющих дождевые тропические леса Центральной и Южной Америки. Растут водоросли и на теле рыб и ракообразных. Возможно, некоторые плоские черви и кишечнополостные могут вообще не заглатывать пищу, поскольку получают ее от зеленых водорослей, обитающих в их теле.

   Лимитирующие экологические факторы

   Хотя водоросли встречаются практически везде, для жизни каждому их виду необходимо определенное сочетание освещенности, влажности и температуры, наличие необходимых газов и минеральных солей. Для фотосинтеза нужны свет, вода и диоксид углерода. Некоторые водоросли переносят значительные периоды почти полного высыхания, однако для роста им все равно требуется вода, служащая единственной средой обитания для подавляющего большинства форм. Содержание кислорода и СО2 в водоемах сильно варьирует, однако водорослям их обычно вполне хватает. Большие количества водорослей в мелких водоемах иногда за ночь расходуют столько кислорода, что вызывают массовый замор рыбы: ей становится нечем дышать. Для роста водорослей необходимы растворенные в воде соединения азота и многих других химических элементов. Концентрация этих минеральных солей в толще воды гораздо ниже, чем во многих почвах, но целому ряду видов ее, как правило, достаточно для массового развития. Иногда рост водорослей резко ограничивается из-за недостатка одного-единственного элемента: диатомовые, например, редки в воде, содержащей мало силикатов.

   Делались попытки разделить водоросли на экологические группы: водные, почвенные, снежные или накоровые формы, эпибионты и т.д. Некоторые водоросли растут и размножаются только в строго определенное время года, т.е. могут считаться однолетниками; другие - многолетники, у которых лишь размножение приурочено к определенному времени. Ряд одноклеточных и колониальных форм завершает вегетативную и репродуктивную фазы своего жизненного цикла всего за несколько дней. Все эти феномены, безусловно, связаны не только с наследственностью организмов, но и с различными факторами окружающей их среды, однако выяснение точных взаимосвязей внутри намечающихся экологических групп водорослей - дело будущего.

   Водоросли в прошлом

   Вполне вероятно, что некоторые формы водорослей существовали уже в древнейшие геологические эпохи. Многие из них, судя по современным видам, не могли из-за особенностей своего строения (отсутствия твердых частей) оставить окаменелостей, поэтому сказать, какими точно они были, невозможно. Ископаемые формы основных нынешних групп водорослей, кроме диатомовых и нескольких других, известны с палеозоя (570-245 млн. лет назад). Наиболее обильными в ту эпоху, вероятно, были зеленые, бурые, красные и харовые водоросли, обитавшие в морях и океанах. Косвенное свидетельство раннего появления на нашей планете водорослей - научно доказанное существование в палеозое множества морских животных, которые должны были питаться органикой. Первичным ее источником для них скорее всего служили фотосинтезирующие водоросли, потребляющие только минеральные вещества.

   Ископаемые диатомовые водоросли (диатомеи) в виде особой горной породы - т.н. диатомита - обнаружены во многих регионах. Диатомит бывает как морского, так и пресноводного происхождения. В Калифорнии, например, находится его залежь площадью примерно 30 км2 и мощностью почти 400 м. Она состоит почти исключительно из панцирей диатомей. В 1 см3 диатомита их насчитывается до 650 тысяч.

   Эволюция водорослей

   Многие группы водорослей, похоже, мало изменились со времени своего возникновения. Впрочем, определенные их виды, некогда весьма обильные, сейчас вымерли. Крупных колебаний в видовом разнообразии и общей численности водорослей на протяжении истории Земли, насколько известно, не было. Водные местообитания за многие миллионы лет менялись слабо, и современные формы водорослей существуют, безусловно, уже очень долго. Маловероятно, что какая-либо крупная группа водорослей появилась позже палеозоя или раннего мезозоя (240 млн. лет назад).

   Экономические аспекты

   Причиняемый вред

   Некоторые водоросли наносят экономический ущерб или по крайней мере доставляют большие неприятности. Они загрязняют источники воды, часто придавая ей неприятный вкус и запах. Некоторые массово размножившиеся виды вполне можно идентифицировать по специфическому для них «аромату». К счастью, теперь существуют т.н. альгициды - вещества, эффективно убивающие водоросли и при этом не ухудшающие качества питьевой воды. Для борьбы с водорослями в рыбоводных прудах используют и такие меры, как повышение «проточности» системы, ее затенение и взмучивание. Раки, например, поддерживают мутность воды, достаточную для того, чтобы сильно замедлить рост водорослей. Некоторые водоросли, особенно в периоды своего «цветения», портят места, отведенные для купания. Многие морские макрофиты во время штормов отрываются от субстрата и выбрасываются волнами и ветром на пляж, буквально заваливая его своей гниющей массой. В их плотных скоплениях могут запутываться мальки рыб. Несколько видов водорослей, попадая в организм животных, вызывают отравления, иногда смертельные. Другие оказываются сущим бедствием в теплицах или повреждают листья растений.

   Полезность водорослей

   У водорослей множество полезных свойств.

   Пища для водных животных. Водоросли можно считать первичным источником пищи для всех водных животных. Благодаря присутствию хлорофилла они синтезируют из неорганических веществ органические. Рыбы и другие водные животные потребляют эту органику непосредственно (поедая водоросли) или косвенно (поедая других животных), поэтому водоросли можно считать первым звеном почти всех пищевых цепей в водоемах.

   Пища для человека. Во многих странах, особенно на Востоке, люди используют в пищу несколько видов крупных водорослей. Питательная ценность их невелика, однако содержание витаминов и минеральных веществ в такой «зелени» может быть довольно высоким.

   Источник агара. Из некоторых морских водорослей получают агар - студенистое вещество, используемое для приготовления желе, мороженого, крема для бритья, салатов, эмульсий, слабительных средств, а также для выращивания микроорганизмов в лабораториях.

   Диатомит. Диатомит применяется в составе абразивных порошков и фильтров, а также служит теплоизоляционным материалом, заменяющим асбест.

   Удобрение. Водоросли - ценное удобрение, и морские макрофиты с давних времен используются для подкормки растений. Почвенные водоросли могут во многом определять плодородие участка, а развитие на голых камнях лишайников считается первой стадией почвообразовательного процесса.

   Водорослевые культуры. Биологи уже давно выращивают водоросли в лабораториях. Сначала их выращивали в маленьких прозрачных чашках с прудовой водой на солнечном свету, а в последнее время применяют для этого особые культуральные среды с определенным количеством минеральных солей и специальных ростовых веществ, а также регулируемые источники искусственного света. Обнаружено, что для оптимального развития некоторых водорослей необходимы весьма специфические условия. Изучение таких лабораторных культур необыкновенно расширило наши знания о росте, питании и размножении этих организмов, а также об их химическом составе. Сейчас в разных странах уже построены опытные установки, представляющие собой своего рода огромные аквариумы. На них в строго контролируемых условиях с использованием сложной аппаратуры проводятся эксперименты для выяснения перспектив использования водорослевых культур. В результате доказано, что продукция сухого вещества водорослей на единицу площади может быть гораздо выше, чем у нынешних сельскохозяйственных растений. Некоторые из использованных видов, например одноклеточная зеленая водоросль хлорелла (Chlorella), дают «урожай», содержащий до 50% пригодного в пищу белка. Не исключено, что будущие поколения людей, особенно в густонаселенных странах, станут использовать искусственно выращенные водоросли.

   Классификация водорослей

   В прошлом водоросли считались примитивными растениями (без специализированных проводящих, или сосудистых, тканей); их выделяли в подотдел водорослей (Algae), который вместе с подотделом грибов (Fungi) составлял отдел талломных (слоевцовых), или низших растений (Thallophyta), - один из четырех отделов царства растений (некоторые авторы вместо термина «отдел» пользуются зоологическим термином «тип»). Далее водоросли разделяли по цвету - на зеленые, красные, бурые и др. Цвет - достаточно прочная, но не единственная основа для общей классификации этих организмов. Более существенны для выделения различных групп водорослей типы формирования их колоний, способы размножения, особенности хлоропластов, клеточной стенки, запасных веществ и т.п. Старые системы обычно признавали около десяти таких групп, считавшихся классами. Одна из современных систем относит к «водорослям» (этот термин утратил классификационное значение) восемь типов (отделов) царства протистов (Protista); впрочем, такой подход признается не всеми учеными.

   Продолжение
   --PAGE_BREAK--

   Зеленые водоросли отдел (тип) Chlorophyta царства протистов

   Обычно они цвета зеленой травы (хотя окраска может варьировать от бледно-желтой до почти черной), а фотосинтетические пигменты у них такие же, как у обычных растений.

   Большинство - микроскопические пресноводные формы. Многие виды растут на почве, образуя на ее влажной поверхности напоминающие войлок налеты. Бывают одно- и многоклеточными, образуют нити, шаровидные колонии, листовидные структуры и т.д.

   Клетки подвижные (с двумя жгутиками) или неподвижные. Половое размножение - разных уровней сложности в зависимости от вида. Видов описано несколько тысяч. Клетки содержат ядро и несколько четко оформленных хлоропластов.

   Один из хорошо известных родов - плеврококк (Pleurococcus), одноклеточная водоросль, образующая зеленые налеты, часто наблюдаемые на коре деревьев.

   Широко распространен род Spirogyra - нитчатые водоросли, образующие длинные волокна тины в ручьях и холодных речках. Весной они плавают в виде липких желтовато-зеленых скоплений на поверхности прудов.

   Cladophora растет в виде мягких, сильно ветвящихся «кустиков», прикрепляющихся к камням у берегов рек.

   Basiocladia образует зеленый налет на спине пресноводных черепах.

   Состоящая из многих клеток водяная сеточка (Hydrodictyon), обитающая в стоячих водах, по строению действительно напоминает «авоську».

   Десмидиевые - одноклеточные зеленые водоросли, предпочитающие мягкую болотную воду; их клетки отличаются причудливой формой и красиво орнаментированной поверхностью.

   У некоторых видов клетки соединены в нитчатые колонии. У свободноплавающей колониальной водоросли Scenedesmus серповидные или продолговатые клетки объединены в короткие цепочки. Этот род обычен в аквариумах, где его массовое размножение приводит к появлению в воде зеленого «тумана».

   Самая крупная зеленая водоросль - морской салат (Ulva), макрофит листовидной формы.

   Красные водоросли (багрянки) составляют отдел (тип) Rhodophyta царства протистов

   Большинство из них - морские листовидные, кустистые или корковые макрофиты, обитающие ниже линии отлива. Цвет их преимущественно красный из-за присутствия пигмента фикоэритрина, но может быть пурпурным или синеватым. Некоторые багрянки встречаются в пресной воде, главным образом в ручьях и прозрачных быстрых речках. Batrachospermum - студенистая на ощупь сильно ветвистая водоросль, состоящая из буроватых или красноватых похожих на бусины клеток. Lemanea - щетковидная форма, часто растущая в быстро текущих речках и водопадах, где ее талломы прикрепляются к камням. Audouinella - нитчатая водоросль, встречающаяся в мелких речках. Ирландский мох (Chondrus cripus) - обычный морской макрофит. Багрянки не образуют подвижных клеток. Их половой процесс очень сложен, и один жизненный цикл включает несколько фаз.

   Бурые водоросли составляют отдел (тип) Phaeophyta царства протистов

   Почти все они - обитатели моря. Лишь немногие виды микроскопические, а среди макрофитов встречаются самые крупные водоросли в мире. К последней группе относятся ламинарии, макроцистисы, фукусы, саргассумы и лессонии («морские пальмы»), наиболее обильные по побережьям холодных морей. Все бурые водоросли многоклеточные. Цвет их варьирует от зеленовато-желтого до темно-коричневого и обусловлен пигментом фукоксантином. Половое размножение связано с образованием подвижных гамет с двумя боковыми жгутиками. Экземпляры, образующие гаметы, часто совершенно не похожи на организмы того же вида, размножающиеся только спорами.

   Диатомовые водоросли (диатомеи)

   Объединяют в класс Bacillariophyceae, который в используемой здесь классификации входит вместе с золотистыми и желто-зелеными водорослями в отдел (тип) Chrysophyta царства протистов. Диатомеи - весьма обширная группа одноклеточных морских и пресноводных видов. Окраска их от желтой до бурой из-за присутствия пигмента фукоксантина. Протопласт диатомей защищен коробчатой кремнеземной (стеклянной) оболочкой - панцирем состоящим из двух створок. Твердая поверхность створок часто покрыта характерным для вида сложным узором из штрихов, бугорков, ямок и гребней. Эти панцири - одни из самых красивых микроскопических объектов, а четкость различения их узора используется иногда для проверки разрешающей силы микроскопа. Обычно створки пронизаны порами или имеют щель, называемую швом. В клетке находится ядро. Помимо деления клеток надвое известно и половое размножение. Многие диатомеи - свободноплавающие формы, но некоторые прикреплены к подводным объектам слизистыми ножками. Иногда клетки объединяются в нити, цепочки или колонии. Различают два типа диатомей: перистые с удлиненными двусторонне-симметричными клетками (они наиболее обильны в пресных водах) и центрические, клетки которых, если смотреть со створки, выглядят округлыми или многоугольными (их больше всего в морях).

   Как уже упоминалось, панцири этих водорослей сохраняются после смерти клеток и оседают на дно водоемов. С течением времени мощные их скопления уплотняются в пористую горную породу - диатомит.

   Жгутиковые

   Эти организмы в связи с их способностью к «животному» питанию и рядом других важных признаков сейчас нередко относят к подцарству простейших (Protozoa) царства протистов, однако их можно рассматривать и в качестве не входящего в Protozoa отдела (типа) Euglenophyta того же царства. Все жгутиковые одноклеточные и подвижные. Клетки - зеленые, красные или бесцветные. Некоторые виды способны к фотосинтезу, тогда как другие (сапрофиты) поглощают растворенную органику или даже заглатывают твердые ее частицы. Половое размножение известно лишь у некоторых видов. Обычный обитатель прудов - Euglena, зеленого цвета водоросль с красным «глазком». Она плавает с помощью единственного жгутика, способна как к фотосинтезу, так и к питанию готовой органикой. В конце лета Euglena sanguinea может окрашивать прудовую воду в красный цвет.

   Динофлагеллаты

   Эти одноклеточные жгутиковые организмы тоже часто причисляют к простейшим, но их можно выделять и в самостоятельный отдел (тип) Pyrrophyta царства протистов. Они в основном желто-бурые, но бывают и бесцветными. Клетки их обычно подвижны; клеточная стенка у некоторых видов отсутствует, а иногда бывает весьма причудливой формы. Половое размножение известно лишь у немногих видов. Морской род Gonyaulax - одна из причин «красных приливов»: у побережий он бывает настолько обилен, что вода приобретает несвойственный ей цвет. Эта водоросль выделяет токсичные вещества, иногда приводящие к гибели рыбы и моллюсков. Некоторые динофлагеллаты вызывают фосфоресценцию воды в тропических морях.

   Золотистые водоросли

   Они входят наряду с другими в отдел (тип) Chrysophyta царства протистов. Цвет их желто-бурый, а клетки бывают подвижными (жгутиковыми) или неподвижными. Размножение бесполое с образованием пропитанных кремнеземом цист.

   Желто-зеленые водоросли

   Сейчас их принято объединять с золотистыми в отдел (тип) Chrysophyta, но можно считать их и самостоятельным отделом (типом) Xanthophyta царства протистов. По форме они сходны с зелеными водорослями, но отличаются преобладанием специфических желтых пигментов. Их клеточные стенки иногда состоят из двух входящих одна в другую половинок, причем у нитчатых видов эти створки в продольном сечении Н-образные. Половое размножение известно лишь у немногих форм.

   Харовые (лучицы)

   Это - многоклеточные водоросли, составляющие отдел (тип) Charophyta царства протистов. Окраска их варьирует от серовато-зеленой до серой. Клеточные стенки часто инкрустированы карбонатом кальция, поэтому отмершие остатки харовых участвуют в образовании отложений мергеля. У этих водорослей есть цилиндрическая, напоминающая стебель главная ось, от которой мутовками отходят боковые отростки, похожие на листья растений. Растут харовые вертикально на мелководье, достигая в высоту 2,5-10 см. Размножение половое. Харовые вряд ли близки к какой-либо из перечисленных выше групп, хотя некоторые ботаники считают, что они произошли от зеленых водорослей.