Грибы насчитывают около 100 тыс. видов, широко распространенных на нашей планете. Они встречаются даже в морях и океанах, пустынях, на скалах, высоко в горах и пещерах.

По ряду существенных признаков грибы отличаются и от растений, и от животных :

лишены хлорофилла, крахмал в клетках не образуется, поэтому по типу питания они гетеротрофны

запасными питательными веществами у них служат жиры, волютин, гликоген

в обмене веществ грибов присутствует мочевина, что сближает их с животными

по способу питания - путем всасывания, а не заглатывания, по неограниченному росту они приближаются к растениям.

клетка большинства грибов имеет клеточную стенку, состоящую в основном из полисахарида целлюлозы (общность с растениями). Кроме того, в ее состав входят хитин, полифосфаты, пигменты и другие вещества.

протопласт клеток гриба содержит одно или несколько (до 20- 30) ядер, митохондрии, эндоплазматический ретикулум и другие органеллы. Комплекс Гольджи и центриоли обнаружены у небольшого числа грибов.

Строение грибов разнообразно - от одноклеточных форм до сложно устроенных шляпочных грибов.

Основа вегетативного тела гриба - грибница, или мицелий, - система тонких бесцветных ветвящихся нитей (гиф). Поверхность грибницы обычно очень велика и служит для поглощения питательных веществ. Мицелий имеет разную продолжительность жизни : от нескольких дней (у плесени) до многих лет (шляпочные грибы). Параллельно растущие гифы образуют тяжи, достигающие иногда нескольких метров в длину. Гифы могут плотно переплетаться, образуя ложную ткань - плектенхиму (у многих шляпочных грибов).

Мицелий:

субстратный мицелий , непосредственно контактирующий со средой, из которой извлекаются питательные вещества (например, почвой),

воздушный мицелий, располагающийся на поверхности. На воздушном мицелии образуются органы размножения. Выступающие над поверхностью земли плодовые тела шляпочных грибов - это плотное сплетение гиф воздушного мицелия, на поверхности или внутри которых образуются споры.

Внутреннее строение мицелия служит основанием для условного деления грибов на низшие и высшие:

у низших грибов мицелий представляет собой как бы одну гигантскую клетку со множеством ядер, поскольку гифы не имеют клеточных перегородок. К низшим грибам относятся мукор, развивающийся на овощах, ягодах, плодах в виде белого пушка, и фитофтора, вызывающая гниль клубней картофеля.

у высших грибов гифы многоклеточные, клетки содержат одно или несколько ядер.

Размножение:

вегетативное размножение происходит частями мицелия или распадением его на отдельные клетки, покрытые толстой буроватой оболочкой, которые дают начало новому мицелию.

собственно бесполое размножение осуществляется посредством эндогенных или экзогенных спор. Эндогенные споры образуются внутри спорангиев, а экзогенные споры (конидии) возникают открыто на концах особых выростов мицелия – конидиеносцев

половое размножение грибов представлено разными формами и заключается в формировании мужских и женских гамет и последующем их слиянии . У некоторых групп грибов происходит слияние содержимого половых структур - гаметангиев, не дифференцированных на гаметы. Для грибов характерно также слияние содержимого двух вегетативных клеток мицелия , которое часто происходит путем образования между ними выростов, или анастомозов.

В жизненном цикле грибов выделяют гаплоидную и диплоидную фазы :

Есть грибы, у которых клетки вегетативного тела гаплоидны (гаплобионты), а диплоидна только зигота. При ее прорастании происходит редукционное деление и в дальнейшем мицелий растет за счет размножения гаплоидных клеток.

Другие грибы на протяжении всей жизни диплоидны и только при образовании гамет происходит редукционное деление.

Существует и промежуточная группа, у которой гаплоидная и диплоидная фазы равны по продолжительности. Перед образованием спор бесполого размножения диплоидные ядра редукционно делятся и образующиеся споры, таким образом, гаплоидны.

Наконец, у несовершенных грибов (называемых так из-за отсутствия полового процесса в жизненном цикле) клетки мицелия всегда гаплоидны. К этой группе относятся такие распространенные плесневые грибы, как пеницилл и аспергилл.

По способу питания различают:

сапротрофы – шляпочные грибы , которые живут на богатой перегноем лесной почве, полях и лугах, встречаются на гниющей древесине (опенок летний и зимний, вешенки). Их вегетативное тело состоит из гиф, образующих в субстрате разветвленную грибницу, с помощью которой гифы поглощают из почвы воду и растворенные в ней питательные вещества. В процессе развития на грибнице формируются органы спороношения - плодовые тела, состоящие из ножки и шляпки, которые образованы плотными пучками гиф.

В шляпке – два слоя: плотный верхний, часто окрашенный, покрытый кожицей, и нижний. У одних грибов нижний слой шляпки состоит из радиально расположенных пластинок (сыроежки, грузди, шампиньоны, лисички, бледная поганка) - это пластинчатые грибы . У белого гриба, подберезовика, подосиновика, масленка он состоит из многочисленных трубочек - их называют трубчатыми . На пластинках, в трубочках, а у некоторых представителей на шипиках или иголочках образуются миллионы спор. После созревания они высыпаются, подхватываются и разносятся ветром, водой, насекомыми и другими животными, способствуя тем самым широкому распространению грибов.

Среди шляпочных грибов есть как съедобные , так и ядовитые. Известно более 150 видов съедобных шляпочных грибов. Некоторые из них (шампиньоны) культивируются. Наиболее ценные съедобные грибы - белый, рыжик, груздь настоящий, подберезовик, подосиновик, масленок, шампиньон и др. Ядовитые грибы , такие как бледная поганка, желчный гриб, мухоморы, ложные опята и др., попадая в пищу, могут вызвать серьезные, а иногда и смертельные отравления.

Сапротрофно развиваются плесневые грибы в почве, на увлажненных продуктах, плодах и овощах, вызывая их порчу (пеницилл встречается в виде плесени зеленого, сизого, голубого цвета на почве и продуктах растительного происхождения (на плодах, овощах, варенье, томатной пасте и др.) и делает их непригодными к употреблению. Некоторые виды пеницилла используются для приготовления пенициллина - одного из основных антибиотиков, открытого в 1929 г. А. Флемингом).

Грибы-симбионты связаны преимущественно с высшими растениями и протистами, реже - с животными (лишайники, микориза - взаимовыгодное сожительство с корнями высших растений, некоторые специализируются на разрушении лесной подстилки и древесины).

Таким образом, грибы широко распространены и приспособлены к различным условиям обитания. Многие виды заселили почву, наряду с бактериями играют важную роль в общем круговороте веществ в биосфере, участвуют в минерализации органического вещества и образовании плодородного слоя почвы - гумуса, выполняют большую санитарную работу по очищению среды.

Широкое разнообразие и повсеместное распространение грибов обусловливают их важную роль в природе и жизни человека (образование гумуса, гниение, увядание (вилт) или усыхание растений, выделение ядовитых веществ и отравление, возбудители болезней человека (стригущий лишай, парша и др.)). Грибы широко используются в народном хозяйстве для получения белка, лимонной кислоты, ферментов, витаминов, антибиотиков, ростовых веществ. Грибы находят применение в хлебопекарной промышленности (дрожжи), изготовлении сыров, виноделии и т. д.

Лишайники. Это организмы, сформировавшиеся в результате симбиоза гриба и водоросли:

гриб – это гетеротрофный компонент лишайника (обеспечивает водоросль водой и минеральными солями, защищает ее от высыхания),

зеленая или синезеленая водоросль – автотрофный компонент (поставляет грибу органические вещества).

Размножаются лишайники как бесполым, так и половым путями. Вегетативное размножение осуществляется участками слоевища. Встречаются во всех географических зонах, особенно в умеренных и холодных областях.

Насчитывают около 200 видов: кладония (олений мох), ксантория настенная (стенная золотянка), пармелия и цетрария.

Лишайники находят применение в народной медицине , а выделяемые из них лишайниковые кислоты используются в качестве компонента лекарственных средств от некоторых кожных и других заболеваний. Из лишайников изготовляют химические красители и индикаторы.

Тематические задания

А1. Общим признаком мыши и мухомора можно считать

1) запас гликогена в клетках

2) наличие клеточных стенок

3) анаэробное дыхание

4) неограниченный рост

А2. У растений есть, а у грибов нет

1) митохондрий

3) клеточных ядер

2) эндоплазматической сети

4) пластид

А3. Основным способом размножения грибов является размножение

1) половое

2) спорами

3) клеточным делением

4) гаметами

А4. Грибы-трутовики – это

1) симбионты

2) квартиранты

А5. К плесневым грибам относится

1) пеницилл

3) бледная поганка

4) фитофтора

А6. Примером симбиотических отношений грибов с другими организмами являются отношения

1) между грибом и водорослью

2) спорыньи со злаками

3) фитофторы с картофелем

4) пеницилла с бактериями

А7. Микориза – это

1) ножка белого гриба

2) переплетение грибницы с корнями растений

3) грибковое заболевание

4) плесень на продуктах

A8. Микоз – это

1) нарост на дереве

2) разрастание мицелия

3) заболевание человека и животных

4) повреждение корней

А9. Важная роль лишайников в природе заключается в том, что они

1) основные источники кислорода на Земле

2) биоиндикаторы окружающей среды

3) биологические фильтры в водоемах

4) источники лекарственных средств

А10. Организмы, питающиеся органическими веществами мертвых тел, относятся к

1) фотоавтотрофам

2) хемотрофам

4) симбионтам

В1. Из перечисленных признаков выберите те, которые в сочетании позволяют отнести грибы к отдельному царству:

1) ограниченный рост

2) прикрепленный образ жизни

3) отсутствие хлорофилла в клетках

4) хитинизированная клеточная стенка

5) запасное вещество клеток – крахмал

6) запасное вещество клеток – гликоген

В2. По каким признакам грибы можно отличить от большинства многоклеточных животных

1) гетеротрофное питание

2) клеточное строение

3) автотрофное питание

4) размножаются спорами

5) пищу поглощают всем телом

6) размножаются гифами

Живой мир нашей планеты очень разнообразен. Для его исследования создана целая система наук – биология, а растения, бактерии, грибы, лишайники и другие виды являются предметом ее изучения. Современной науке уже известны, описаны и классифицированы следующие виды:

• животные – свыше миллиона;
• растения – около полумиллиона;
• грибы – несколько сотен тысяч;
• бактерии – более десяти тысяч.

Но при этом число еще не описанных видов примерно такое же (а в случае с микроорганизмами – еще больше).

Классификация

В биологии существует несколько классификаций организмов по различным признакам. Остановимся на двух из них, которые будут использованы при дальнейшем кратком описании растений, бактерий, грибов и лишайников.

По отношению клеток к кислороду в биологии выделяют две группы:

1. Аэробы. Для их жизнедеятельности необходим свободный доступ молекулярного кислорода. При его отсутствии они погибают.
2. Анаэробы. Обитают в средах без доступа кислорода, который для них губителен.

Кроме того, существуют факультативные анаэробы, способные переходить с одного типа дыхания на другой, и аэротолерантные анаэробы, безразличные к факту наличия или отсутствия кислорода.

Приведенные классификации условны, так как иногда довольно трудно отнести организм к той или иной группе.

Растения

Одной из основных групп многоклеточных организмов являются растения. Биология относит к ним деревья, кустарники, цветы, травы, мхи, папоротники, хвощи, плауны и т.д. Часто к растениям причисляют водоросли – все или только отдельные виды.

Свойства растений

К характерным признакам растений в биологии принято относить следующие:

• клетки имеют плотную (как правило, целлюлозную) оболочку, которая не пропускает твердые частицы;
• подавляющая часть – фототрофы, способные к фотосинтезу, в результате которого выделяется свободный кислород;
• чаще всего имеют зеленый цвет из-за содержащегося в клетках пигмента (хлорофилла);
• ведут преимущественно неподвижный образ жизни;
• рост происходит в течение всей жизни;
• чаще всего присутствует разделение на подземную и надземную части.

Нельзя сказать, что все признаки уникальны, но тем не менее, они позволяют понять, о какой группе организмов идет речь.

Биологией описано около полумиллиона видов растений. Это число все время увеличивается, так как постоянно происходит открытие новых видов.

Культурные растения

Растения, как и животные, подверглись одомашниванию человеком. Кроме того, были выведены новые сорта и новые виды растений.

Главнейшими из них являются следующие:

• хлебные – пшеница, рожь, ячмень, овес, просо, сорго;
• зернобобовые – фасоль, горох, чечевица;
• сахароносные – сахарная свекла и сахарный тростник;
• масличные – подсолнечник, арахис, маслина.

Не стоит забывать о зерновых, овощных, плодовых, ягодных и других культурных растениях. Сюда же стоит отнести чай, кофе, какао, виноград, цветы, табак, кормовые и технические сорта растений.

Значение

Значение растений трудно переоценить. Прежде всего, это обогащение атмосферы кислородом. Растения являются активными участниками круговорота веществ в природе, служат частью, а иногда и основой питания многих организмов, включая человека. Заселенные ими степи, луга и леса являются средой обитания других представителей флоры и фауны. Растения участвуют в образовании почвы и предохраняют ее от эрозии.

Растения широко используются человеком в следующих отраслях:

• пищевая промышленность – ягоды, фрукты, овощи, съедобные растения;
• легкая промышленность – производство тканей из волокнистых растений: хлопчатника, льна, конопли;
• деревообработка и строительство – получение целлюлозы, производство и использование строительных материалов, деревянной посуды, спичек, мебели;
• энергетика – использование дерева и его производных (брикетов из древесных стружек и пыли, каменного угля, торфа) в качестве источника энергии;
• химия и медицина – каучук, ценные смолы, эфирные масла, красители, лекарственные растения и витамины.
• животноводство – различные травы в качестве кормовой базы.

Бактерии

Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы величиной от 0,5 до 13 мкм (0,0005-0,013 мм). Одни из них ведут неподвижный образ жизни, другие же могут передвигаться за счет извивания, скольжения по поверхности или с помощью жгутиков, расположенных с одного или обоих полюсов клетки.

В биологии принято выделять следующие виды по форме бактерий:

• шаровидные – кокки и их группы в виде двух клеток (диплококки), цепочек (стрептококки), гроздей (стафилококки) и другие варианты;
• палочковидные, включая бациллы (дизентерийная, чумная палочки);
• изогнутые – вибрионы, спириллы, спирохеты.

Среда обитания

Бактерии живут практически везде – в воздухе, воде, почве, в мертвых и живых тканях растений, животных и человека. На их жизнедеятельность влияют основные факторы:

1. Температура. Оптимальным считается диапазон от +4 до +40°С.
2. Кислород. Среди бактерий есть и аэробы, и анаэробы, и факультативные анаэробы, и даже аэротолерантные анаэробы, например молочнокислые бактерии.
3. Кислотность. Для большинства бактерий кислая среда губительна.
4. Прямой солнечный свет. Большая часть бактерий погибает, находясь под воздействием прямых солнечных лучей.

Неблагоприятные условия приводят к замедлению или полной остановке размножения бактерий, а могут вызвать и их гибель. Часть же бактерий, например, бациллы-возбудители туберкулеза, сибирской язвы, способны образовывать споры. Этот процесс хорошо изучен биологией и заключается в переходе клетки в состояние покоя и образовании вокруг нее плотной защитной оболочкой. Спора может переносить воздействие вредных внешних факторов довольно длительное время – до десятков, а иногда и сотен лет, не теряя жизнеспособность. В пригодных для жизни условиях спора прорастает, и из нее появляется живая клетка бактерии.

Свойства

Размножение бактерий осуществляется путем простого деления клетки на две части. В благоприятных условиях каждые 15-20 минут их количество может удваиваться. Кроме того, в биологии зафиксирована примитивная форма полового размножения.

В природных условиях бактерии выполняют следующую роль:

• снабжают растения многими полезными веществами, например, азотом;
• разлагают навоз, удобрения, мертвые останки растений и животных;
• участвуют в переработке клетчатки, находясь в пищеводе животных и человека.

Человеком бактерии используются в следующих целях:

• производство уксуса и витамина С – ;
• получение кисломолочных продуктов, сыров, засолка овощей, производство силоса – молочнокислые бактерии;
• производство антибиотиков – стрептомицеты.

Грибы

Современной биологии известно около ста тысяч видов грибов. Их уникальность состоит в сочетании свойств растений и животных.

С растениями грибы объединяют следующие свойства:

• наличие клеточной оболочки;
• неподвижность и рост в течение жизни;
• размножение спорами;
• питание растворенной в воде органикой.

Как и животные, грибы имеют следующие характеристики:

• относятся к ярко выраженным гетеротрофам;
• не способны к фотосинтезу;
• запасное питательное вещество – гликоген, а не крахмал;
• клеточная оболочка хитиновая, а не из целлюлозы.

Свойства

Тело гриба образуется тонкими нитями (гифами). Их совокупность в биологии называют грибницей, или мицелием. Рост гриба сопровождается проникновением гифов внутрь питательной среды, где они разрастаются, образуя множественные ветви.

В биологии существует несколько классификаций грибов:

В природе грибы, способствуя разложению различных органических материалов, увеличивают плодородие почв. Человеком грибы используются в следующих областях:

• пищевая промышленность – съедобные грибы для приготовления блюд, и дрожжи для приготовления напитков методом брожения и ферментации пищевых продуктов;
• медицина – производство антибиотиков и других лечебных препаратов;
• химия – получение химических веществ для технических целей.

При этом грибы могут вызывать у человека кожные заболевания, болезни внутренних органов. Ядовитые грибы и продукты, зараженные токсинами микроскопических грибов, приводят к серьезным отравлениям, иногда смертельным. Вредны также грибы-галлюциногены. Кроме того, к негативным явлениям относятся вызываемые грибами болезни растений, разрушение древесины живых деревьев, плесневыми грибами.

Лишайники

Биология рассматривает лишайники как содружество грибов (90% состава) и одноклеточных водорослей (10%), а иногда и цианобактерий. Грибы-гетеротрофы снабжают водоросли водой и минеральными веществами, поглощаемыми из почвы. Водоросли-автотрофы обеспечивают грибы синтезируемыми ими органическими веществами.

Свойства

Тело лишайника (слоевище) может быть гомомерным, когда водоросли хаотично расположены между гифами грибов, и гетеромерным, то есть иметь упорядоченные функциональные слои.

Размножение лишайников осуществляется посредством клеток водоросли, оплетенных гифами гриба, которые сформировались внутри слоевища (соредии) или выглядят как выросты на теле слоевища (изидии). Кроме того, кусочек высохшего слоевища, отнесенный ветром в благоприятную среду, может образовать новый лишайник.

Такое уникальное строение лишайников позволяет им выживать в условиях, которые непригодны для отдельного существования грибов и водорослей. Биологией фактически установлена способность лишайников долго обходиться без влаги, выживать при температуре –50 и +60°С. Их фотосинтез продолжается даже при отрицательной температуре. При этом большинство лишайников погибает даже при незначительном загрязнении среды.

Значение

Лишайники, первыми осваивая безжизненные участки, подготавливают среду для других организмов. Служат кормом для животных, например, северных оленей, а отдельные виды съедобны даже для людей. Используются для получения красок и лакмуса. Служат биологическими индикаторами загрязненности среды.

При этом лишайники – причина первой стадии эрозии горных пород.

Биология дает ответы на вопрос о пользе или вреде того или иного . Но общепризнанным фактом является то, что не существует «ненужных» организмов. Удаление из любой экосистемы любого его члена отрицательно сказывается на всей среде.

О роли отдельного организма нельзя судить отвлеченно, ведь в природе широко развиты взаимосвязи между различными видами. Так, растения часто живут в симбиозе с грибами, снабжая друг друга необходимыми веществами. Рассмотренные выше лишайники тоже являются примером взаимовыгодного сотрудничества.

Грибы (Mycota). Древняя группа организмов, которые появились в протерозойскую эру (около 1 млрд. лет назад) от древних одноклеточных аэробных эукариот. В настоящее время царство Грибы насчитывает около 100 тыс. видов.

Строение . Тело – мицелий большинства грибов состоит из разветвленных нитей, которые называются гифами ; мицелий низших грибов лишен перегородок и представляют собой как бы одну сильно разветвленную гигантскую многоядерную клетку (нечленистый, несептированный мицелий). Мицелий высших грибов разделен поперечными перегородками (септами) на отдельные клетки, содержащие одно или несколько ядер (членистый, септированный мицелий), причем септы имеют отверстия – поры, иногда настолько крупные, что через них проходят ядра вдоль всей гифы.

Размножение. При истощении субстрата мукор переходит к половому размножению по типу гаметангиогамии . Гифы разных мицелиев (обычно одну нить обозначают знаком "-", считая ее мужской, а другую знаком "+", считая женской) сближаются вздутыми концами – гаметангиями , которые отделяются от мицелия перегородками, оболочки между ними растворяются, и происходит слияние цитоплазмы и ядер разных знаков. Образуется зигота с многочисленными диплоидными ядрами, покрывающаяся толстой шиповатой оболочкой. После периода покоя ядра претерпевают мейоз, наружная оболочка зиготы лопается, и она прорастает в короткую гифу, заканчивающуюся небольшим спорангием. В нем в результате мейотического деления образуются "+" и "-" споры, споры полового спороношения . Из этих спор развивается вегетативные "+" и "-" мицелии.

Значение . Мукоровые принимают участие в круговороте органических (особенно азотосодержащих) веществ почвы. Нередко вызывают порчу продуктов. Некоторые вызывают заболевание легких у птиц, поражают органы слуха и центральную нервную систему человека, вызывают дерматомикозы.

Класс Аскомицеты. Около 30 000 видов сапротрофных почвенных и плесневых грибов, поселяющиеся на хлебе, овощах и других продуктах (рис. 83). К этому классу относятся пеницилл, дрожжи, сморчки, строчки, спорынья. Мицелий гаплоидный, септированный, ветвящийся. Через поры цитоплазма и ядра могут переходить в соседние клетки. Бесполое размножение осуществляется экзогенно, с помощью конидий – спор (в переводе с греческого «конидии» – мелкая пыль), отшнуровывающихся от особых клеток конидиеносца . При половом размножении образуются сумки – аски , в которых формируются гаплоидные споры полового спороношения. Класс аскомицетов делится на два подкласса – голосумчатые и плодосумчатые. У голосумчатых аски располагаются открыто, как например у дрожжей, у плодосумчатых – находятся в плодовых телах шаровидных, замкнутых - клейстотециях , колбовидных с отверстием наверху – перитециях , блюдцевидных – апотециях .

П еницилл (кистевик). Относится к плодосумчатым. Сначала имеет вид белого паутинного налета, а затем приобретает зеленоватый или голубоватый оттенок. От мицелия вверх поднимаются конидиеносцы, концы которых образуют кисточку. На кончике каждого ответвления экзогенно образуется цепочка округлых спор – конидий. За форму конидиеносцев пенициллы иногда называют «леечной плесенью» - группы конидий на концах конидиеносцев напоминают струйки воды, вытекающие из лейки. Они разносятся токами воздуха и дают начало новому мицелию. Половое размножение происходит редко. При этом происходит слияние гаметангиев и образование клейстотециев, плодовых тел, содержащих аски (сумки), в которых после слияния ядер, образования зигот и мейоза развиваются гаплоидные аскоспоры. Образование плодовых тел можно обнаружить по появлению лимонно-желтой окраски, появляющейся там, где наблюдается скопление плодовых тел.

Сапротрофные виды пеницилла минерализуют органические вещества почвы. Некоторые виды используются для приготовления антибиотика пенициллина. В 1928 году английский ученый и врач Александр Флеминг обратил внимание на то, что вокруг колонии пеницилла, выросшей на чашке Петри с культурой стафилококка, все клетки стафилококка около пеницилла погибли. Только в 1941-1942 году в Англии и США на основе Penicillum notatum началось промышленное производство пенициллина. В 1942 году сотрудники Института эпидемиологии и микробиологии (ИЭМ) им. Н.Ф.Гамалеи во главе с З.В.Ермольевой наладили производство отечественного пенициллина на основе Penicillum chrysogenum . Также используются в пищевой промышленности для приготовления особых сортов сыра.

Дрожжи. Относятся к голосумчатым, сумки лежат на мицелии открыто. Одноклеточные грибы, вегетативное тело которых состоит из одиночных овальных клеток с одним ядром. Дрожжи представлены большим числом видов, широко распространенных в природе. Только в культуре существуют пекарские дрожжи, представленные сотнями рас: винными, хлебопекарными, пивными. Винные встречаются в природе на поверхности плодов. Разные виды дрожжей могут существовать в диплоидной или гаплоидной фазах.

Дрожжи характеризуются сильно выраженным аэробным обменом веществ. В качестве источника углерода они используют различные сахара, простые и многоатомные спирты, органические кислоты и другие вещества. Способность сбраживать углеводы, расщепляя глюкозу с образованием этилового спирта и углекислого газа, послужила основой для введения дрожжей в культуру.

С 6 Н 12 О 6 → 2С 2 Н 5 ОН +2СО 2

При благоприятных условиях (наличие в среде углеводов и нужной температуры) дрожжи длительное время размножаются вегетативным способом – почкованием. Почка возникает на одном конце клетки, начинает разрастаться и отделяется от материнской клетки. Часто дочерняя клетка не теряет связи с материнской и сама начинает образовывать почки. В результате образуются короткие цепочки клеток. Однако связь между ними непрочная, и при встряхивании такие цепочки распадаются на отдельные клетки. При недостатке питания и избытке кислорода происходит половое размножение по типу хологамии – сливаются две клетки, после слияния ядер диплоидная родительская клетка мейотически делится и образуется сумка с 4 аскоспорами. Споры сливаются с образованием новой диплоидной дрожжевой клетки. У гаплоидных дрожжей жизненные циклы иные, но при половом размножении всегда происходит образование спор полового размножения.

Дрожжи используют в хлебопечении, пивоварении, виноделии. Дрожжи содержат до 50% белка, жиры, углеводы, в большом количестве синтезируют витамины (особенно В 2). Поэтому они обладают ценными пищевыми и кормовыми свойствами. Пивные дрожжи используются при лечении малокровия. Кормовые дрожжи используют для производства кормовых белков.

Отличительная особенность базидиомицетов – наличие в каждой клетке мицелия двух гаплоидных ядер. Такую клетку называют дикарионной, а развивающийся из нее мицелий – дикарионическим.

Для большинства базидиомицетов характерно образование плодовых тел. Они копытообразных выростов, но чаще всего состоят из шляпки и ножки. Именно их в обыденной жизни называют грибами. Как правило, шляпка покрыта окрашенными гифами, образующими кожицу. Функция плодовых тел – образование спор. На нижней стороне шляпки находится спорообразующий слой, гименофор , на котором образуются особые структуры – базидии. Зрелые базидии напоминают надутую перчатку с 4 пальцами. У молодых базидий происходит слияние гаплоидных ядер и образуется диплоидное ядро, которое вскоре делится путем мейоза, в результате образуется 4 ядра, которые мигрируют к концевым выростам базидии. При созревании базидиоспор давление внутри базидии повышается и базидиоспоры «отстреливаются» и распространяются с помощью воздушных потоков.

Для увеличения поверхности спороношения (гименофора), нижняя часть шляпки может быть пластинчатой – имеет форму пластинок, радиально расходящихся из центральной нижней поверхности шляпки в виде лучей (сыроежка, лисичка, груздь, шампиньон) или трубчатой – имеет вид трубок, плотно прилегающих друг к другу (подберезовик, подосиновик, масленок, боровик).

Съедобные и ядовитые грибы. Около 200 форм грибов съедобны. Наиболее известны белый гриб , подосиновик, подберезовик, масленок, шампиньон, вешенка, рыжик, груздь и другие. Среди несъедобных грибов есть и ядовитые. Наиболее опасны бледная поганка , красный мухомор, мухомор вонючий.

Р азмножение грибов. Края пластинок или внутренняя поверхность трубок представлена слоем из базидий. В базидиях завершается дикарионная фаза развития базидиомицетов. Ядра дикариона сливаются, образуя диплоидное ядро. Оно мейотически делится, и гаплоидные ядра переходят в базидиоспоры, образующиеся на поверхности базидия.

Базидиоспоры – споры полового размножения – прорастают в первичный одноядерный мицелий.

Но для образования плодовых тел необходимо, чтобы встретились два первичных мицелия (соматогамия) и образовались клетки с двумя ядрами. Причем сливаются только протопласты клеток, а ядра образуют пары – дикарионы, которые начинают синхронно делиться. В результате образуется вторичный дикарионический мицелий (рис. 85).

Спорынья относится к классу Аскомицеты. Легко обнаруживается осенью: на колосьях среди зерновок хорошо заметны черно-фиолетовые рожки – склероции, выступающие из колоса.

Они состоят из плотно переплетенных гифов. Это стадия покоя гриба. В период созревания ржи они опадают на землю и зимуют под снегом. Весной на них образуются шаровидные головки красноватого цвета на длинных ножках. По периферии головки расположено множество плодовых тел – перитециев , напоминающих кувшинчики, здесь и находятся сумки, аски с аскоспорами. Созревание спор происходит во время цветения ржи.

Созревшие споры попадают на рыльце пестика ржи и прорастают, образуя мицелий. Гифы мицелия внедряются в завязь и разрушают ее. На концах грибных нитей образуются в огромном количестве округлые конидиоспоры. При этом нити гриба выделяют сладкую жидкость – медвяную росу, привлекающую насекомых, в первую очередь мух. Перелетая с одного колоса на другой, насекомые разносят споры грибы на незараженные колосья. Конидии, попав на завязь, образуют грибницу, которая к осени уплотняется, наружные слои ее окрашиваются, и вместо зерновки в колосе формируются рожки.

Рис. 87. Гриб-трутовик.

Рожки спорыньи содержат ядовитые алкалоиды, которые, попадая в организм человека, вызывают отравление (иногда со смертельным исходом), называемое эрготизм . Алкалоиды спорыньи вызывают сильные судороги «злые корчи» спазмы кровеносных сосудов настолько сильные, что ткани отмирают, и начинается гангрена – «антонов огонь». Один из алкалоидов спорыньи – близкий химический аналог наркотика ЛСД, сильнейший галлюциноген. Некоторые из алкалоидов спорыньи применяются в медицине.

Грибы-трутовики. Относятся к базидиомицетам. Гименофор трубчатый, ежегодно нарастает снизу. Трутовики поражают многие лиственные породы. Спора трутовика, попав на ранку в дереве, прорастает в грибницу и разрушает древесину.

Через несколько лет образуются многолетние копытообразные плодовые тела. Трутовики выделяют ферменты, разрушающие древесину и превращающие ее в труху. Даже после гибели дерева гриб продолжает жить на мертвом субстрате (как сапротроф), ежегодно производя большое количество спор и заражая здоровые деревья. Поэтому погибшие деревья и плодовые тела трутовиков рекомендуется удалять из леса.

Важна их роль и в хозяйственной деятельности человека. Они используются в хлебопекарной, пивоваренной, молочной и винодельной промышленности для производства вина, спирта, пива, кваса, кефира. Шляпочные грибы имеют пищевое значение, так как содержат в большом количестве белки, жиры, углеводы, витамины, ценные соли и ароматические вещества. Используются для получения антибиотиков (пенициллин), гиббереллина – ростового вещества, препаратов для уничтожения вредных насекомых. Дрожжи используются как лечебный продукт, так как богаты витаминами.

Отдел Лишайники (Lichenes). Включает в себя около 20 000 видов. Лишайники представляют собой симбиотические организмы, в состав которых входят микобионты – грибы (чаще аскомицеты, реже – базидиомицеты) и фикобионты – фотоавтотрофные организмы: водоросли (зеленые) или цианобактерии . Микобионты обеспечивают фототрофный компонент водой и минеральными солями, создают микроклимат для нормального существования, а фикобионт синтезирует органические вещества не только для себя, но и для гриба. Между симбионтами возникает такая тесная взаимосвязь, что в результате формируется морфологически и физиологически целостный организм. Такое сосуществование гриба и водоросли является постоянным, но не совсем равноправным – ведущую роль в симбиозе играет гриб.

У низкоорганизованных лишайников некоторые гифы гриба проникают внутрь водорослей и используют их содержимое, у высокоорганизованных гифы образуют особые структуры, которые не проникают, а плотно прижимаются к оболочке клетки водоросли и поглощая необходимые вещества не так сильно мешают жизнедеятельности фикобионта.

Строение. Тело лишайника – слоевище (таллом) , не дифференцировано на органы. Основу слоевища составляют переплетения гиф гриба, среди которых располагаются водоросли. Различаются два основных типа строения слоевища лишайников – гомеомерное и гетеромерное слоевища. В гомеомерном лишайнике клетки водорослей более или менее равномерно распределены по всей толще слоевища, в гетеромерном гифы гриба с верхней и нижней стороны образуют плотное сплетение – верхний и нижний корковый слой, между которыми имеется сердцевина из рыхло расположенных гиф и слой водорослей.

По форме различают накипные, листоватые и кустистые лишайники. Накипные лишайники расположены на поверхности субстрата в виде накипи, корочки. Субстратом для них служат кора деревьев и кустарников, различные горные породы. Выделяя лишайниковые кислоты, они разрушают поверхность скальные породы, подготавливая почву для заселения этой поверхности листоватыми и кустистыми лишайниками, мхами и затем цветковыми растениями. Они являются пионерами растительных сообществ .

Листоватые лишайники имеют тело в виде листовидных пластинок, прикрепленных к почве или деревьям при помощи пучков гиф (пармелия, ксантория). Кустистые лишайники имеют вид более или менее разветвленных кустиков, высотой до 12-15 см. Самые известные из кустистых лишайников – ягель, или олений мох и уснея. Ягелем называют три вида из рода кладония – кладония лесная, кладония альпийская, кладония оленья. Уснея, лишайник-бородач, имеет слоевище в виде бороды, тонкие нити которой в несколько десятков сантиметров свисают с деревьев.

Лишайники способны поглощать воду как из субстрата, так и из воздуха всем талломом, светолюбивы, нетребовательны к субстрату. Большинство лишайников не выдерживают даже малейшего загрязнения воздуха, их можно использовать для общей оценки степени загрязненности окружающей среды. На этом основано одно из направлений индикационной экологии – лихеноиндикация .

Растут лишайники крайне медленно, особенно накипные – до 1мм в год. Прирост за год у листоватых – 1-8 мм, у кустистых – 1-35 мм.

Размножение лишайников как половое, так и бесполое. Половое размножение осуществляется за счет грибного компонента, который образует плодовые тела (например, апотеции, перитеции), в которых образуются сумки со спорами. Прорастающие споры должны встретить соответствующую водоросль, только в этом случае сформируется новый лишайник.

Клетки водорослей могут размножаться только вегетативно. В основном лишайники размножаются бесполым путем, частями таллома или специальными образованиями – соредиями или изидиями.

Соредии – специальные образования, состоящие из гиф гриба, оплетающих клетки водорослей (рис. 90). Они образуются внутри слоевища и освобождаются в результате разрыва коркового слоя. Изидии – выросты слоевища, формирующиеся на поверхности лишайника и содержащие под корковым слоем группу водорослей.

Лишайники могут существовать в самых неблагоприятных условиях. Они поселяются в самых бесплодных местах, где не способны существовать другие организмы.

Поскольку лишайники очень неприхотливы, они встречаются на скалах среди вечных льдов и снегов в высокогорьях, во внутренних районах Антарктиды, на безжизненных арктических островах, в бесплодных пустынях, на совершенно голых вулканических образованиях. Вместе с тем, они хорошо себя чувствуют и во влажном тропическом лесу.

Значение лишайников. Являясь первыми поселенцами незаселенных пространств, лишайники играют существенную роль в почвообразовательном процессе, постепенно разрушая горные породы и подготавливая условия для заселения данной территории высшими растениями. На обширных территориях Арктики лишайники являются основным кормом для северных оленей (ягель).

Лишайники играют немалую роль и в жизни человека. Благодаря наличию лишайниковых кислот, многие из них обладают выраженным бактерицидным действием. В парфюмерии лишайники используются как фиксаторы запаха духов, для получения лакмуса. Есть лишайники (лишайниковая манна), которые можно использовать в пищу.

Ключевые термины и понятия

1. Мицелий. 2. Гифы. 3. Септы. 4. Низшие грибы. 5. Мукор. 6. Высшие грибы. 7. Пеницилл. 8. Конидии. 9. Гаметангии. 10. Аски. 11. Базидии. 12. Дрожжи. 13. Головня. 14. Спорынья. 15. Микобионты лишайников. 16. Фикобионты лишайников. 17. Соредии. 18. Изидии.

Основные вопросы для повторения

РАСТЕНИЯ, ГРИБЫ, БАКТЕРИИ И ЛИШАЙНИКИ

Общая характеристика растений

Растения имеют плотные клеточные оболочки, состоящие, как правило, из целлюлозы. Запасным веществом обычно служит крахмал. Для большинства растений характерно расчленение тела, приводящее к увеличению его поверхности. Царство растений включает два подцарства: Водоросли (низшие растения) и Высшие растения.

1. Практически все растительные организмы - автотрофы.

2. Клеточный сок, обязательный продукт метаболизма растений, состоит из:

органических веществ (аминокислоты, белки, алкалоиды, углеводы, органические кислоты);

неорганических веществ (нитраты, фосфаты, хлориды).

3. Пигменты содержатся в пластидах. Они делятся на:

хлорофиллы (в пластидах растений обнаружены два хлорофилла - а и b);

фикобилины (пигменты красных водорослей);

каротиноиды (жирорастворимые пигменты желтого, оранжевого и красного цвета).

4. Известно 5 групп растительных гормонов, взаимодействие которых обеспечивает рост, развитие и физиологические процессы в растениях. Фитогормоны регулируют также смену этапов онтогенеза у растений, переход от роста к размножению.

5. Клетки растений окружены толстой клеточной стенкой, лежащей снаружи от цитоплазматической мембраны.

6. Клетки растений содержат пластиды.

Значение растений в природе и жизни человека

1. Зеленые растения обеспечивают атмосферный воздух кислородом, необходимым для дыхания большинства организмов.

2. В процессе жизнедеятельности зеленых растений из неорганических веществ и воды создаются огромные массы органического вещества, которые затем используются как пища самими растениями, животными и человеком.

3. В органическом веществе зеленых растений аккумулируется энергия солнца, за счет которой развивается жизнь на Земле и которая в то же время представляет собой основу энергетических ресурсов, используемых человеком в промышленности.

4. Растения дают огромное количество продуктов, необходимых человеку. Они являются источником пищи и сырьем для различных отраслей промышленности (химической, бумажной, пищевой, медицинской и т. д.)

Систематика царства растений

Большинство высших растений имеет расчленение тела на вегетативные органы: корень, побег (листья и стебель). В основе строения вегетативных органов лежат разнообразные ткани. Для высших растений типичен женский половой орган - архегоний, наблюдаемый у мхов, папоротникообразных и голосеменных. У цветковых от архегония остались важнейшая часть - яйцеклетка. Все высшие растения, как правило, обитатели суши, но среди них есть и обитатели водоемов. По способу питания преобладающее большинство высших растений - автотрофы.

В развитии растений характерны две фазы, которые чередуются друг с другом: гаметофит и спорофит. Гаметофит - половое поколение, на котором образуются многоклеточные половые органы. Спорофиты - бесполое поколение, на котором образуются органы бесполого размножения - спорангии.

Принята следующая классификация растений (по крупным таксономическим единицам).

Высшие споровые растения:

· отдел Моховидные, или Мхи (25 тыс. видов);

· отдел Плауновидные, или Плауны (500 видов);

· отдел Хвощевидные, или Хвощи (30 видов);

· отдел Папоротниковидные, или Папоротники (10 тыс. видов).

Высшие семенные растения:

· отдел Покрытосеменные, или Цветковые (250 тыс. видов).

Классификация растений по жизненным формам

Жизненная форма - это внешний облик растительного организма, возникающий исторически при взаимодействии с окружающей средой (жизненная форма - понятие экологическое).

1. Деревья - многолетние растения с одревесневающими надземными частями, ярко выраженным одним стволом.

2. Кустарники - многолетние растения с одревесневающими надземными частями. В отличие от деревьев не имеют явно выраженного одного ствола; ветвление начинается от самой земли, поэтому образуется несколько равноценных стволов.

3. Кустарнички сходны с кустарниками, но низкорослы - не выше 50 см.

4. Полукустарники сходны с кустарничками, но отличаются от них тем, что одревесневают только нижние части побегов, верхние части отмирают.

5. Лианы - растения с лазающими, цепляющимися и вьющимися стеблями.

6. Суккуленты - многолетние растения с сочными стеблями или листьями, содержащими запас воды.

7. Травы - растения с сочными, зелеными и неодревесневающими полностью побегами.

Классификация растений по продолжительности жизни

1. Однолетние растения живут один год, в течение которого они вырастают из семян, зацветают, плодоносят и отмирают.

2. Двулетние растения живут два года. В первый год из семян развивается вегетативная часть растения, на второй год образуется цветоносный побег. После плодоношения растение отмирает.

3. Многолетние растения живут более двух лет. Достигнув определенного возраста, они могут цвести и плодоносить каждый год.

Однолетние и двулетние - травянистые растения, многолетними могут быть как травянистые, так и кустарниковые или древесные растения.

Типы тканей высших растений

Типы и виды тканей	Особенности строения и расположения
Образовательные, или меристемы: · верхушечные меристемы; · боковые меристемы; · вставочные меристемы	Состоят из недифференцированных клеток с крупными ядрами, обладают интенсивным обменом веществ. Одни клетки этой ткани остаются на эмбриональной стадии развития в течение всей жизни, другие впоследствии специализируются. Расположены на верхушках стеблей, кончиках корней, под корой (камбий), а у однодольных растений - в основаниях междоузлий стеблей	Обеспечивают рост растения в течение всей его жизни за счет постоянного деления и образования новых клеток
Покровные: · кожица, или эпидермис; · пробка; · кора или корка	Расположены на границе с внешней средой. Большинство покровных тканей состоит из плотно сомкнутых живых, реже мертвых клеток. Клетки кожицы образованы живыми клетками с утолщенной наружной стенкой. Они покрывают поверхность листьев, травянистых зеленых стеблей и все части цветка. Клетки пробки мертвые, толстостенные, пропитанные жироподобным веществом - суберином. Пробка покрывает зимующие стебли, корни, корневища и клубни. Корка представляет собой сложное образование из пробки и других отмерших тканей. Она покрывает нижнюю часть стволов деревьев	Защищают от высыхания, механических повреждений, температурных колебаний, а также от проникновения болезнетворных микроорганизмов
Основные: · ассимиляционная; · запасающая	Состоят из живых тонкостенных клеток, разнообразных по форме. В клетках ассимиляционной ткани находится наибольшее число хлоропластов. Она хорошо развита в мякоти листа и зеленых травянистых стеблях. Клетки запасающей ткани заполнены различными включениями: зернами крахмала, капельками жира и др. Она встречается в мякоти корнеплодов, луковиц, плодов, клубней, корневищ, сердцевине стеблей и эндосперме семени	В них происходит фотосинтез, газообмен, а также запасание органических веществ: белков, жиров и углеводов
Проводящие: · древесина (ксилема); · луб (флоэма)	Входят в состав сосудисто-волокнистых пучков. Клетки древесины - сосуды и трахеиды - представляют собой полые трубки с одревесневшими стенками и мертвым протопластом. Луб состоит из живых клеток - ситовидных трубок с клетками-спутницами. Луб и древесина расположены в стебле, корне, жилках листьев.	Древесина обеспечивает проведение воды и минеральных солей из почвы в растение. Луб обеспечивает проведение органических веществ из листьев в стебли, корни, цветки и плоды
Выделительные: · железистые волоски, нектарники; · смоляные ходы, млечники	Расположены на поверхности или внутри органов растения. Представлены тонкостенными живыми клетками, заполненными жидким секретом веществ, исключенных из обмена (железистые волоски, нектарники), а также мертвыми клетками, заполненными смолой или млечным соком (смоляные ходы, млечники)	Защищают от испарения, поедания животными и привлекают опылителей
Механические: · волокна; · каменистые клетки (склереиды)	Имеют утолщенные и одревесневшие оболочки клеток. Могут быть мертвыми и живыми (волокна). Окружают проводящие пучки, расположенные в древесине и коре стеблей, корней, корневищ и в плодах. Склереиды - мертвые клетки с очень толстыми оболочками, пропитанные лигнином. Они встречаются в скорлупе ореха, в косточках вишни, сливы	Выполняют опорную функцию, а также защищают от механических повреждений и преждевременного прорастания

Вегетативные органы растений

Корень - осевой вегетативный орган растения, обладающий неограниченным верхушечным ростом, положительным геотропизмом, имеющий радиальное строение и никогда не несущий листьев.

Классификация корней

Главный корень развивается из зародышевого корешка.

Придаточные корни развиваются на стеблях и листьях растений.

Боковые корни представляют собой ответвление любых корней растения. Могут быть II, III и более высоких порядков.

Классификация корневых систем

Стержневая корневая система имеет хорошо выраженный главный корень (укроп, морковь).

Мочковатая корневая система состоит из большого числа придаточных корней, одинаковых по величине; главный корень в ней недостаточно развит или рано отмирает (лук, рожь).

Корневая система смешанного типа образована хорошо выраженными как главным, так и придаточными корнями (капуста, помидоры).

Видоизменения корней

Корнеплоды - утолщения главного корня, а часто и основания стебля, в которых откладываются питательные вещества (брюква, репа); различают конусовидные (морковь) и репчатые (свекла) корнеплоды.

Корневые клубни - утолщения придаточных корней (георгины, чистяк).

Воздушные корни образуются на стеблях и свисают вниз; они впитывают влагу и растворенные в ней вещества из воздуха (монстера, орхидеи).

Опорные корни - придаточные, образующиеся на ветвях растений корни (фикус бенгальский).

Ходульные корни отходят от ствола и, дойдя до почвы, внедряются в нее; служат дополнительной опорой (мангровые растения влажных тропиков).

С помощью цепких корней лианы прикрепляются к опоре (стволы, скалы и другие предметы) и поднимаются к источнику света.

Дыхательные корни поднимаются над поверхностью болота и обеспечивают атмосферным воздухом корни растения.

Функции корней

1. Поглощение воды и минеральных веществ из почвы.

2. Укрепление растения в почве.

3. Синтез различных органических веществ (аминокислоты, гормоны и пр.).

4. Запасание питательных веществ.

5. Взаимодействие с корнями других растений, микроорганизмами и гифами грибов, обитающих в почве.

6. Участие в вегетативном размножении.

Рост корня направлен всегда вниз. Такое ростовое движение, вызываемое односторонне действующим раздражителем (сила тяжести, свет), называют тропизмом. Для главного корня характерен положительный геотропизм (односторонний рост под влиянием земного притяжения). Крупные боковые корни растут параллельно поверхности земли, а мелкие геотропизмом не обладают.

Растущая часть корня (верхушка) покрыта корневым чехликом, образованным живыми клетками, которые постепенно слущиваются и заменяются новыми. Он защищает растущую часть корня от механических повреждений.

В молодом корне различают его зоны - структуры, последовательно сменяющие друг друга по мере роста корня в длину.

Зона деления представлена клетками верхушечной образовательной ткани, ее длина около 1 мм. Верхушка зоны называется точкой роста, состоит из мелких тонкостенных клеток, заполненных цитоплазмой. Благодаря их делению происходит увеличение числа клеток.

В зоне растяжения клетки интенсивно растут, вытягиваются вдоль оси корня и начинают дифференцироваться. Деление клеток почти отсутствует. Протяженность ее - несколько миллиметров.

Зона всасывания, или зона корневых волосков, имеет длину до нескольких сантиметров. Здесь отдельные клетки кожицы корня вытягиваются, образуя наружные выросты длиной от 1-2 до 20 мм - корневые волоски. В зоне всасывания происходит специализация клеток. Под кожицей находится обширная зона первичной коры. Под корой в центре находится центральный цилиндр, большую часть которого составляют проводящие ткани.

Зона проведения и ветвления снаружи покрыта пробковой тканью, обеспечивает нисходящий и восходящий ток воды и питательных веществ по сосудам и ситовидным трубкам.

Минеральное питание растений

Почва - это верхний плодородный слой земли, из которого растение получает воду и элементы питания.

В растение из почвы поступают:

1. макроэлементы (калий, фосфор, азот и др.);

2. микроэлементы (бор, кальций, магний, сера, кобальт и др.).

Различают удобрения минеральные и органические.

Минеральные удобрения характеризуются:

1. по преобладанию в составе одного из элементов: калийные (хлорид калия); фосфорные (суперфосфат); азотные (селитра, мочевина, сульфатаммония);

2. по полноте элементов: полные, в состав которых входят азот, фосфор и калий; неполные, в составе которых отсутствует один из этих элементов.

Органические удобрения - это вещества органического происхождения (навоз, птичий помет, перегной, торф и др.).

Гранулированные удобрения приготовлены в форме гранул (шариков).

Подкормка - это внесение удобрений во время роста растения. Различают сухую подкормку - внесение в почву золы и сухих минеральных удобрений; жидкую подкормку - внесение в почву удобрений, разбавленных или растворенных в воде.

Механизм всасывания

Сосущая сила - это разность между осмотическим и тургорным давлением. Благодаря сосущей силе вода поступает в наружные клетки корня.

Осмотическое давление - это давление раствора клеточного сока, оказываемое на цитоплазму и стенки клетки.

Тургорное давление - это давление клеточной стенки на раствор клеточного сока.

Передвижение почвенного раствора по клеткам коры корня связано с разностью их сосущей силы и идет от клеток с меньшей сосущей силой к клеткам с большей сосущей силой.

Корневое давление - это всасывающая сила всех корневых волосков.

Сосущая сила листьев - это сила сцепления между молекулами воды и стенками сосудов.

Выращивание растений без почвы

Гидропоника - выращивание растений на водных питательных смесях, которые содержат все элементы, необходимые для питания организма.

Аэропоника - выращивание растений без почвы, корни находятся в воздухе и периодически опрыскиваются мелкими капельками питательного раствора.

Побег - это стебель с листьями, почками, образующийся в течение одного лета.

Ветвление побегов бывает трех видов: дихотомическое (вильчатое), моноподиальное и симподиальное.

При дихотомическом (вильчатом) ветвлении конус нарастания раздваивается, давая два побега, каждый из которых в свою очередь дает еще два побега и т. д. Этот способ ветвления наиболее древний (плауны, мхи).

При моноподиальном ветвлении имеет место длительный неограниченный верхушечный рост главной оси первого порядка, от которой отходят более короткие боковые оси второго и последующих порядков (ель, пихта и другие голосеменные растения).

При симподиальном типе ветвления главная ось рано прекращает свой рост, но под ее верхушкой трогается в рост боковая почка. Выросший из нее побег как бы продолжает ось первого порядка. Этот побег в свою очередь также прекращает верхушечный рост, и тогда начинает расти его боковая почка, из которой возникает ось третьего порядка, и т. д. (цветковые растения).

Классификация побегов

Главный побег развивается из почки зародыша семени.

Боковой побег появляется из боковой пазушной почки, за счет него происходит ветвление стебля.

Придаточный побег развивается из придаточной почки, которая закладывается на листе, междоузлии, корне.

Удлиненный побег имеет удлиненные междоузлия.

Укороченный побег имеет укороченные междоузлия.

Вегетативный побег несет листья и почки.

Генеративный побег несет репродуктивные органы: цветки, плоды и семена.

Видоизменения побегов

Корневище - подземный побег, расчлененный на узлы и междоузлия. В узлах образуются придаточные корни, а в пазухах видоизмененных (чешуевидных) листьев - пазушные почки (пырей, ландыш, ветреница).

Столон - удлиненный ползучий побег, часто с чешуевидными листьями, живущий более года и дающий начало новым особям.

Клубень - верхушечное утолщение подземного побега (столона), в котором откладывается большой запас органических веществ (картофель). Клубень имеет очень короткие междоузлия.

Луковица - подземный побег с очень коротким стеблем (донцем) и видоизмененными листьями - сухими или сочными чешуями. В сочных чешуях откладывается запас питательных веществ (лук, тюльпан, лилии).

Клубнелуковица - побег, внешне похожий на луковицу, но запасные питательные вещества откладываются в разросшейся стеблевой части, а чешуи у нее сухие (гладиолус, шафран).

Колючка - видоизмененный побег или его часть, обычно верхушка (облепиха) или только лист (барбарис), которые выполняют защитную функцию.

Усик - видоизмененный побег (виноград, огурец, тыква) или лист (горох, горошек), выполняющий опорную, цепляющуюся функцию.

Почка - это побег в зачаточном состоянии, так как она состоит из зачаточного стебля, от которого отходят зачаточные листья, а в пазухах находятся зачаточные почки.

Вегетативные почки имеют зачаточную ось (стебель), оканчивающуюся конусом нарастания, и зачаточные листья. Генеративные (цветочные) почки образуют зачатки цветка, или соцветия; зачатки зеленых листьев в такой почке могут быть, а могут отсутствовать.

Нижние листья зачаточного побега часто видоизменяются, превращаясь в почечную чешую (защита от механических повреждений, высыхания, проникновения бактерий).

Верхушечные почки расположены на вершине побега, боковые почки - на боковой стороне побега, пазушные почки - в углу между листом и идущим вверх от него участком стебля, то есть в пазухе листа.

Пазушные почки, не развивающиеся весной в побег, называются спящими.

Придаточные почки образуются не в пазухе листа, а на любой части тела растения - на корнях, листьях, междоузлиях стебля.

Стебель - осевой вегетативный орган растения, обладающий неограниченным верхушечным ростом, положительным гелиотропизмом, радиальной симметрией, несущий листья и почки. Он соединяет корень с листьями, выносит листья к свету, запасает питательные вещества для растения.

Стебли бывают следующих видов:

1. Прямостоячие стебли (кукуруза, пшеница, подсолнечник); стебель, несущий только одно соцветие или цветок, называют стрелкой (лилия, лук).

2. Ползучие стебли стелются по земле и укореняются с помощью дополнительных корней (камнеломка, лапчатка). Они бывают двух видов: плеть - ползучий стебель с короткими междоузлиями и столон - ползучий стебель с длинными междоузлиями.

3. Лианы бывают вьющимися и лазающими. Вьющиеся поднимаются вверх, обвиваясь вокруг опоры (вьюнок, хмель, и др.). Лазающие имеют усики или придаточные корни, которые отрастают от стебля, с их помощью растение цепляется за опору (плющ, горох и др.).

4. Стебли с укороченными междоузлиями (одуванчик, подорожник).

Внутреннее строение стебля травянистого растения определяется его функциями: он имеет покровную ткань, первичную кору и центральный осевой цилиндр. Покровной тканью стебля травянистых растений является эпидерма. Первичная кора представлена фотосинтезирующей основой, механической и запасающей тканями. В центральном осевом цилиндре расположены открытые проводящие пучки, т. к. между флоэмой и ксилемой имеется слой камбия.

В стебле древесного растения выделяют три отдела: кору, древесину и сердцевину. Кора включает в себя покровную ткань, представленную пробкой (имеются чечевички - рыхло расположенные клетки особой ткани, пропускающей воду и воздух), частично сохранившуюся фотосинтезирующую ткань, механическую (лубяные волокна) ткань и ситовидные трубки (представлены живыми вытянутыми клетками, разделенными перегородками, которые продырявлены; обеспечивают нисходящий ток органических веществ). Далее имеется слой камбия, который образует сплошное кольцо и снаружи от себя формирует элементы флоэмы, внутри - элементы ксилемы, находящиеся в древесине.

Функционирование камбия идет неравномерно (в зависимости от сезона года): весной и летом образуются крупные сосуды ксилемы, осенью - мелкие. Зимой его деятельность приостанавливается. Поэтому каждый год формируются годичные кольца прироста. За счет камбия идет рост стебля в толщину. В древесине проходят древесные волокна (механическая ткань). Проводящая ткань представлена сосудами. Это полые трубки-капилляры с одревесневшими стенками и мертвым протопластом, они обеспечивают восходящий ток воды от корня к листьям. Сердцевина представлена запасающей основной тканью.

Стебель выполняет следующие функции:

· передача питательных веществ из корня в листья и наоборот;

· увеличение площади поверхности растения путем ветвления;

· образование и наиболее выгодное расположение листьев;

· образование цветков;

· накопление и сохранение питательных веществ;

· вегетативное размножение.

Лист - это боковой вегетативный орган растения, который развивается на стебле, имеет одну плоскость симметрии, ограниченный верхушечный рост и нарастает основанием.

Внешнее строение листа

Основание листа - часть листа, с помощью которой лист прикрепляется к стеблю.

Черешок - суженная часть листа между его пластинкой и основанием. По происхождению - всегда часть листа (ориентирует лист по отношению к источнику света, а также ослабляет удары по листовой пластинке ветра, дождя, града). Листья, имеющие черешок - черешковые, без черешка - сидячие. У основания черешка листа могут развиваться особые выросты - прилистники (защищают листья в почке), имеющие вид пленок, чешуек, маленьких листочков. У ряда растений основание листа расширено в виде трубки, охватывающей стебель, - это влагалище (злаковые, осоковые, лилейные). Влагалище защищает пазушные почки.

Листовая пластинка - обычно расширенная, плоская, наиболее важная часть типичного листа (фотосинтез, газообмен и транспирация).

Жилкование - система проводящих пучков, связывающих лист со стеблем. Различают жилкование параллельное, дуговидное, перистосетчатое, пальчатосетчатое.

Внутреннее строение листа

Эпидерма (кожица) - один или несколько слоев клеток без хорошо дифференцированных хлоропластов. Наружные их стенки утолщены и пропитаны жироподобными веществами - кутином, воском. На поверхности кожицы часто располагаются волоски. Связь внутренних тканей с внешней средой осуществляется через устьичные щели кожицы.

Особенности замыкающих устьичных клеток:

1. неравномерное утолщение оболочек;

2. наличие хлоропластов;

3. расположение предположительно на нижней поверхности листовой пластинки (кроме водных растений);

4. изгибание серповидных клеток за счет изменения тургорного давления при увеличении концентрации в результате фотосинтеза.

Основная ткань (мезофилл) - клетки с большим количеством хлоропластов. У большинства растений дифференцируется на палисадную, или столбчатую, паренхиму (состоит из плотно расположенных клеток в несколько слоев) и губчатую паренхиму (состоит из округлых клеток с крупными межклетниками).

Сосудисто-волокнистые пучки сконцентрированы в жилках и состоят из проводящей и механической ткани.

По количеству листовых пластинок листья бывают простыми и сложными.

Простой лист состоит из одной листовой пластинки и одного черешка и опадает целиком.

Сложный лист состоит из нескольких простых, расположенных на общем, иногда ветвящемся черешке листовых пластинок.

Во время листопада простые листья опадают целиком (дуб, клен, береза), а сложные (каштан, акация) - отдельными частями.

Сложные листья подразделяются на тройчатые (клевер), пальчатосложные (люпин) и перистосложные (парноперистосложные - горох и непарноперистосложные - рябина).

По форме рассеченности листовой пластинки листья бывают пальчатолопастные, пальчатораздельные, лировидные.

По форме контура листья бывают игольчатые, ланцетные, яйцевидные.

По размерам различают листья от нескольких миллиметров до 10 м и более.

Функции листа следующие:

1. фотосинтез;

2. газообмен;

3. транспирация (испарение воды с поверхности листа).

Выделяют также функции отдельных частей листа:

1. функции кожицы листа - механическая, опорная, защита от влагопотери и газообмен;

2. функции палисадной паренхимы - фотосинтез;

3. функции губчатой паренхимы - газообмен, транспирация и фотосинтез;

4. функции сосудисто-волокнистого пучка - проводящая (по сосудам поступает вода из корня, а по ситовидным трубкам оттекают органические вещества) и механическая.

Листорасположение

Листорасположение - это порядок расположения листьев на стебле.

Листовая мозаика - такое расположение листьев на побеге, при котором они не затеняют друг друга.

Листья развиваются на узлах, то есть на участках побега, несущих лист. Участки стебля между узлами называется междоузлиями.

Листорасположение бывает следующих видов.

1. Очередное, или спиральное, листорасположение. При таком расположении листья сидят на стебле по одному, чередуясь друг с другом (вишня, груша).

2. Супротивное листорасположение. При таком расположении листья сидят по два друг против друга (сирень, фуксия, глухая крапива).

3. Мутовчатое листорасположение. При таком расположении листья прикрепляются к стеблю пучками (более трех).

Способы вегетативного размножения растений

Вегетативное размножение - это увеличение числа особей данного вида растений с помощью вегетативных органов - корня, стебля, листа или видоизмененного побега. В природе осуществляется естественным путем, в сельском хозяйстве - человеком.

При таком способе размножения все свойства и наследственные качества у дочерних особей полностью сохраняются.

Цветковые растения размножаются:

Корневищем (пырей, ландыш, черника);

Клубнем (картофель);

Луковицей (тюльпан, лук, чеснок);

Ползучим побегом (клюква, луговой чай);

Усами (земляника, лапчатка);

Корневыми отпрысками;

Выводковыми почками на листьях.

Различают естественное и искусственное вегетативное размножение.

Естественное размножение происходит постоянно в природе при невозможности или затрудненности семенного размножения. Основано на отделении от материнского растения жизнеспособных вегетативных органов или частей, способных в результате регенерации восстанавливать целое растение из его части. Вся совокупность полученных таким образом особей получило название клон.

Искусственное размножение происходит благодаря целенаправленной деятельности человека.

Существуют следующие виды размножения:

1. деление;

2. отведение;

3. черенкование;

4. прививка;

5. культура изолированных тканей.

Способы искусственного вегетативного размножения

Вид размножения	Характеристика
Куста (жасмин, сирень) Клубня (картофель) Корневища (ирис, канна) Корневых шишек (батат, георгин) Корней (хрен, малина)	Основано на отделении человеком от материнской особи жизнеспособных вегетативных органов (либо их частей), способных к регенерации. На каждой части вегетативных органов обязательно должны быть выводковые почки, за счет которых идет возобновление целого растения
Отведение (смородина, крыжовник, калина)	Часть побега (отводок) прижимают к почве с целью укоренения, а затем механически отделяют от материнского растения
Черенкование: Стеблевое (большинство комнатных растений и кустарники: роза, сирень) Листовое (сенполия, бегония) Корневое (хрен, малина, слива)	Срезанные стеблевые черенки высаживают в специально подготовленный грунт или ставят в сосуд с водой до момента образования придаточных корней Целый лист или часть листа с крупными жилками, содержащими камбий, ставят в сосуд с водой или сажают во влажный грунт (песок, торф) Участки боковых корней с придаточными почками отделяют от материнского растения
Прививка: Окулировка (роза) Копулировка (груша, яблоня) Облактировка (виноград)	Сращивают почки и черенки одного растения (привой) со стеблем другого (подвой) Пересаживают глазок (пазушная почка с кусочком древесины) в Т-образный надрез на коре стебля подвоя Сближают черенок привоя со стеблем подвоя несколькими способами: в приклад, в расщеп, за кору Сближают и сращивают привой и подвой с помощью язычков - косых надрезов на коре
Культура изолированных тканей (морковь, земляника, большинство декоративных растений)	Этот способ основан на выращивании в лабораторных условиях при максимальной стерильности кусочков образовательной ткани, способных к быстрому делению и развитию в структуры, напоминающие зародыш растения

Цветок - это видоизмененный побег, служащий для семенного размножения цветковых (покрытосеменных) растений.

Цветок развивается из почки. Стеблевая часть цветка представлена цветоножкой (укорочена) и цветоложем, а чашечка, венчик, тычинки и пестики образованы видоизмененными листьями.

Цветоножка поддерживает весь цветок и является продолжением стебля. Цветоножка может быть хорошо развита, но у некоторых цветков она почти отсутствует, такие цветки называются сидячими.

Цветоложе - расширенная верхняя часть цветоножки. Форма цветоложа бывает плоская, выпуклая и вогнутая.

Прицветники - верхушечные листья, расположенные на цветоножке.

Околоцветник - совокупность чашечки и венчика. Различают простой околоцветник, не разделенный на чашечку и венчик, и двойной, дифференцированный на чашечку и венчик.

Чашечка - совокупность чашелистиков (окрашена в зеленый цвет), выполняет защитную функцию.

Венчик - совокупность лепестков (обычно не зеленых). Количество лепестков может быть неопределенным, но чаще равно четырем, пяти или трем, реже - одному или двум. Выполняет функции опыления цветка и защиты пестика и тычинок от перегрева днем и чрезмерного охлаждения ночью. Выделяют раздельно- и сростнолепестковые венчики (свойственные, как правило, насекомоядным цветковым).

Тычинки состоят из тычиночной нити и пыльника. Пыльник разделен на две половинки, соединенные связником. Каждая половинка разделена еще и на два пыльцевых мешка.

Андроцей - совокупность тычинок одного цветка (может отсутствовать - это женские однополые цветки, а в однополых мужских цветках - только тычинки). Количество тычинок бывает от одной (семейство орхидные) до несколько сотен (некоторые бобовые). Тычинки могут быть свободными либо сросшимися различным образом и в разной степени.

Нектарники - производные пыльники, выделяющие нектар. В пыльниках осуществляются микроспорогенез и микрогаметогенез. В результате этих двух процессов формируется особое морфологическое образование - пыльцевое зерно.

Пыльцевое зерно состоит из оболочки (наружная - экзина, внутренняя - интина), вегетативной клетки (формирует пыльцевую трубку) и генеративной клетки (из нее формируются спермии).

Гинецей - совокупность плодолистиков одного цветка, образующих один или несколько пестиков.

Пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. В гнезде завязи на внутренних стенках закладываются семенные бугорки, дающие впоследствии семенные зачатки. Место их прикрепления называется плацентой. Семязачатки располагаются на плацентах завязи. Это небольшие образования, в которых у семенных растений происходят макрогюрогенез (образование макроспор); макрогаметогенез (формирование женского гаметофита) и процесс оплодотворения. Семязачаток после оплодотворения заключенной в нем яйцеклетки развивается в плод.

В зависимости от симметрии цветков они бывают следующих видов.

Правильные цветки (актиноморфные) - это цветки, которые можно разделить несколькими вертикальными плоскостями на симметричные части (яблоня).

Неправильные цветки (зигоморфные) - это цветки, через которые можно провести только одну плоскость (горох).

Асимметричные цветки - цветок, через который нельзя провести ни одной плоскости симметрии (канна).

Цветки выполняют следующие функции:

· образование тычинок с пыльцевыми зернами или пыльцой;

· образование плодолистиков (пестиков) с семяпочками (семязачатками);

· обеспечение опыления - процесса переноса пыльцы с тычинок на пестики;

· осуществление оплодотворения - процесса слияния гамет - спермиев с яйцеклетками;

· формирование семени и развитие плода.

Различают обоеполые цветки, раздельнополые, а также однодомные и двудомные.

Обоеполые цветки состоят из андроцея и гинецея. Раздельнополые (однополые) - только из андроцея или только из гинецея. Цветки, имеющие только гинецей, называют женскими, только андроцей - мужскими. Растения, развивающие однополые цветки на одной и той же особи, называют однодомными (береза, лещина, дуб, кукуруза). Растения, которые имеют женские и мужские цветки на разных экземплярах (тополь, облепиха, конопля, шелковица), называют двудомными.

Размеры цветков у разных растений составляют от 1 мм до 1 м в диаметре. Самые крупные цветки у тропического растения раффлезии, они достигают 1 м в диаметре и весят больше 6 кг.

Соцветия

Цветки редко образуются поодиночке. Обычно они собраны в более-менее компактные группы-соцветия.

Неопределенные соцветия формируются за счет главной оси. Рост и цветение продолжается долго, цветки распускаются снизу вверх или от краев к центру.

Простые неопределенные соцветия состоят из одной главной оси, долго нарастающей. Вот их виды:

1. кисть - цветки к главной оси прикрепляются в очередном порядке при помощи цветоножек более или менее одинаковой длины (ландыш, черемуха);

2. колос - сидячие цветки прикрепляются к главной оси (подорожник, осока);

3. початок - соцветие построено по типу колоса, но имеет сильно утолщенную главную ось (женское соцветие кукурузы, рогоз);

4. щиток - соцветие построено по типу кисти, цветоножки в цветках имеют различную длину, в щитке все цветки расположены на одном уровне (груша, яблоня, слива);

5. зонтик - главная ось сильно укорочена, цветки имеют цветоножки почти одинаковой длины и прикрепляются к верхушке главной оси почти в одной точке, расходятся в разные стороны лучами (примула, лук, вишня);

6. головка - соцветие с укороченной и булавовидной, расширенной вверху осью, цветки сидячие или на коротких цветоножках (клевер);

7. корзинка - ось наверху сильно расширена, утолщена и довольно плоская, на общем расширенном ложе расположены сидячие цветки (подсолнечник, василек, ромашка).

Сложные неопределенные соцветия состоят из нескольких простых соцветий, поэтому в соцветии несколько осей первого и других порядков. Вот их виды:

1. сложный колос - к главной оси прикрепляются не цветки, а мелкие сидячие колоски (пшеница, рожь, ячмень);

2. сложная кисть (метелка) - к главной оси прикрепляются не цветки, а соцветия простые кисти, расположенные в очередном порядке (сирень, виноград);

3. сложный зонтик - на верхушке лучей общего нижнего зонтика находятся вместо цветков соцветия зонтики (морковь, укроп, борщевик);

4. сложный щиток - цветки или мелкие компактные соцветия (корзинки) располагаются в одной плоскости, к главной оси прикрепляются боковые оси по типу щитка (пижма).

Определенные соцветия характеризуются тем, что у них главная ось в соцветиях всегда заканчивается цветком, боковые оси перерастают по длине главную и также заканчиваются цветками.

Сложные определенные соцветия состоят из нескольких простых определенных соцветий. Они имеют только один вид - сережки - соцветие построено по типу колоса, но мягкая главная ось не направлена вверх, а поникает и свисает вниз (береза, ольха, тополь).

Простые определенные соцветия состоят из одной главной оси. У них три вида соцветий:

1. развилина - главная ось заканчивается цветком, ниже которого от вершины главной оси отходят в стороны две боковые оси второго порядка, также заканчивающиеся цветками (гвоздика);

2. извилина - главная ось заканчивается цветком, под которым развивается только одна боковая ось, она перерастает главную и также заканчивается цветком (ирис, гладиолус);

3. завиток - главная ось заканчивается цветком, под ним образуется боковая ось, которая также заканчивается цветком и т. д. (медуница).

Опыление

Опыление - это процесс переноса пыльцы с пыльника на рыльце пестика у покрытосеменных растений и на микропиле семязачатка голосеменных.

Различают следующие типы опыления.

1. Самоопыление - это перенос пыльцы в пределах одного цветка.

2. Перекрестное опыление - перенос пыльцы с одного цветка на другой.

3. Искусственное опыление - перенос пыльцы с тычинок на пестики цветка, осуществляемый человеком с определенной целью.

4. Естественное опыление - перенос пыльцы с тычинок на пестики в результате опыления ветром, водой, а также опыления животными, птицами или насекомыми.

Семя формируется в результате двойного оплодотворения из семенного зачатка. Цветковые растения по структуре семени делятся на двудольные и однодольные. Основное различие между ними заключается в строении зародыша.

Семя состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры с семенным рубчиком и отверстием-семявходом.

Зародыш - это зачаточное растение, главная часть семени. Он состоит из зародышевого побега (одна или две семядоли, зародышевый стебелек и почечка) и зародышевого корешка.

Эндосперм - ткань, в клетках которой откладывается запас питательных веществ, используемых зародышем при прорастании семени. У семян с эндоспермом семядоли обычно небольшие (у злаков одна семядоля - щиток маленького размера). У семян без эндосперма запасы питательных веществ накапливаются в крупных семядолях зародыша.

Семенная кожура образуется из покровов семязачатка и защищает семя от высыхания и повреждений.

Семя прорастет при наличии предварительного покоя, воды, света, физиологически активных веществ и комфортной для него температуры воздуха.

Семя выполняет следующие функции:

· возобновление растения (семенное размножение);

· существование растения в неблагоприятных условиях;

· накопление питательных веществ;

· расселение растения (ветер, животные, насекомые и др.).

Покой семян - широко распространенное явление, которое можно рассматривать как важное приспособительное свойство, выработавшееся у цветковых растений в процессе эволюции.

Период покоя для семян разных видов различен (от нескольких дней до нескольких лет, в отдельных случаях до тысяч лет).

Различают искусственные способы сокращения периода покоя:

· стратификация - выдерживание семян, которые долго не прорастают, во влажном песке при низкой температуре;

· скарификация - механическое повреждение кожуры семени с целью получения доступа к зародышу.

Семена имеют следующий химический состав:

· углеводы - представлены двумя типами крахмальных зерен: крупными - пластидного и мелкими - хондриосомного крахмала;

· белки - представлены преимущественно группами эластичных и растяжимых белков;

· жиры - представлены группой масел, содержащихся как в эндосперме, подобно белкам и углеводам, так и в самом зародыше.

Кроме того, в семени содержатся зольные элементы, клетчатка, витамины, ферменты, основная задача которых - перевод запасных веществ в легкоусвояемую зародышем форму.

Плод - это орган размножения покрытосеменных, заключающий семена и развивающийся из одного цветка. Плод представляет собой конечный этап развития репродуктивных органов цветковых растений. В образовании некоторых плодов принимают участие не только завязь, но и разросшиеся отдельные части цветка - цветоложе, или околоцветник, чашечка, венчик и т. д.

Плод состоит из одного или нескольких семян, развившихся в результате оплодотворения; околоплодника, формирующегося из стенок завязи или других частей цветка (цветоложа) при созревании плода.

Околоплодник включает в себя:

· внеплодник - тонкий наружный слой в виде окрашенной кожицы;

· межплодник - средний слой, мясистый у сочных плодов, менее выраженный у сухих;

· внутриплодник - внутренний слой, обычно тонкий и слизистый, способный у некоторых плодов превращаться в каменистую ткань, образующую косточку.

Плоды классифицируются следующим образом.

По характеру образования:

1. настоящие плоды образованы только из завязи;

2. ложные плоды образованы из завязи и других частей цветка;

3. сборные плоды образованы из нескольких пестиков одного соцветия.

По строению:

1. сухие нераскрывающиеся (содержат только одно семя) - орех, семянка, зерновка, крылатка;

2. сухие раскрывающиеся (многосеменные) - листовка, боб, коробочка, стручок;

3. сочные плоды - ягода, ягодоподобные плоды, костянка;

4. сочные соплодия (шелковица, ананас, свекла).

Плоды выполняют следующие функции:

· формирование находящихся внутри семян;

· защита семян от внешних воздействий;

· распространение семян (только для вскрывающихся плодов).

Классификация плодов

Простые плоды	Сборные плоды
с сухим околоплодником	с сочным околоплодником
Многосеменные коробочкообразные	Односеменные ореховидные	Многосеменные ягодовидные	Односемянные костянковидные
Боб - семена лежат на двух раскрывающихся створках (горох, фасоль) Стручок - семена лежат на краях перегородки, раскрывается двумя створками (капуста, скрепка) Коробочка - семена высыпаются из щелей, отверстий (мак, тюльпан)	Семянка - околоплодник кожистый, семя лежит свободно (подсолнечник) Зерновка - Околоплодник кожистый, срастается с кожурой семени (пшеница, кукуруза) Орех - околоплодник деревянистый, семя лежит свободно (лещина, фундук)	Ягода - семена лежат внутри сочной мякоти плода (помидор, виноград, ландыш) Яблоко - семена лежат в пленчатых сухих камерах, мякоть плода образована сросшимися завязью и цветочной трубкой (яблоня, груша) Тыквина - семена лежат в сочной мякоти плода, наружный слой околоплодника деревянистый (арбуз, тыква) Померанец - многосемянный, многогнездный плод, образуется из пестика, который состоит из нескольких плодолистиков. Наружный слой околоплодника кожистый, плотный, с большим числом железок, заполненных эфирным маслом. Средний слой белый, губчатый; внутренний - пленчатый, с многочисленными волосками (лимон, апельсин) Цинородия - многоорешек в вогнутом, бокаловидной формы околоплоднике, разросшемся при созревании	Костянка - снаружи плод покрыт кожицей, в средней части плода сочная мякоть, внутренний слой одеревеневший, образует косточку, семя лежит свободно (вишня, абрикос, черемуха)	Многоорешек - на одном общем цветоложе расположено много мелких сухих плодиков-орешков (лютик, ветреница) Многокостянка - у малины и ежевики Земляничина - особый тип многоорешкового плода. Сильно разрастается цветоложе, оно становится мясистым, сочным. На поверхности его в большом количестве расположены сухие коричневые плодики-орешки

Распространение плодов и семян

Тип распространения	Особенности строения	Представители
Анемохория (воздушными течениями)	Мелкие и легкие семена, крылатые выросты; способность растений после созревания плодов обламываться ветром	Тополь, береза, осина, клен, одуванчик, перекати-поле
Гидрохория (водой)	Воздушные полости, выросты	Кувшинка, кубышка, рдест
Зоохория (животными)	Колючки, крючки, шипики, клейкие выделения	Лопух, василек, череда
Орнитохория (птицами)	Мясистый яркий сочный околоплодник, устойчивый к перевариванию эндокарпий	Рябина, черемуха
Инсектохория (насекомыми)	Семена богаты маслами	Фиалки, чистотел, ежевика
Разбрасывание семян при раскрытии плода	Избыточное давление внутри плода, механические толчки за счет упругости оболочки	Акация, люпин

К голосеменным относятся около 700 видов деревьев и кустарников, размножающихся семенами; травянистые растения среди них неизвестны. Возникли в палеозое от разноспоровых папоротников, позже вымерших. Современные виды распространены по всему земному шару.

В состав отдела входят несколько классов (саговниковые, гнетовые, гинкговые и хвойные), из которых наиболее распространен класс хвойных (550 видов).

Характерные особенности:

• вечнозеленые (реже листопадные) деревья, иногда встречаются кустарники и одревесневшие лианы;
• стебель прямостоячий и многолетний, имеет вторичное утолщение;
• сосудов нет, древесина состоит только из трахеид, ситовидные трубки луба не имеют клеток-спутниц;
• в древесине много смоляных ходов, заполненных смолой, ярко выражены годичные кольца прироста древесины;
• паренхимы в древесине очень мало или она совсем отсутствует;
• листья игольчатой формы (хвоя), многолетние, с одной главной жилкой и мощной кутикулой из воска, защищающей от излишнего испарения эпидермис листа;
• имеются семенные зачатки, из которых после оплодотворения развиваются семена, зачатки расположены открыто на мегаспорофиллах;
• цветков нет.

В цикле развития голосеменных полностью преобладает спорофит (2n). Мужской гаметофит - пыльцевое зерно (микрогаметофит) и женский гаметофит - два архегония с яйцеклетками (мега-гаметофит) развиваются в спорангиях на специальных спороносных побегах - мужских и женских шишках. Вода для оплодотворения не нужна.

Спермии проникают к яйцеклеткам при помощи пыльцевой трубки, развивающейся при прорастании пыльцы. Пыльца переносится ветром. В результате оплодотворения развивается семя с семенной кожурой, зародышем и эндоспермом (n), находящимся открыто на чешуях женских шишек.

Значение голосеменных в природе и жизни человека велико. Хвойные слагают древесный ярус лесов умеренной зоны. Они являются поставщиками кислорода и органических веществ, средой обитания животных и их пищей, очищают воздух, участвуют в круговороте воды и других веществ.

Человек использует хвойные породы деревьев как топливо, строительные материалы (вагоностроение, кораблестроение, авиация, домостроение, изготовление музыкальных инструментов и т. д.), для изготовления лекарственных препаратов (сосновые почки, пихтовое масло, хвоя и т. д.). В химической промышленности из них получают смолы и эфирные масла. Они являются декоративными и полезащитными растениями, семена хвойных человек использует в пищу.

Отдел Цветковые растения

Распространены цветковые растения повсеместно. В настоящее время они преобладают в растительном покрове Земли.

Характерные особенности:

• цветковые растения наиболее приспособлены к современным условиям жизни;
• цветковые растения имеют сложное строение вегетативных органов - корней, стеблей и листьев;
• ассимиляция углекислоты и транспирация осуществляются в основном листьями;
• в состав проводящих пучков входят сосуды ситовидных трубок с клетками-спутницами;
• размножение как вегетативное, так и с помощью семян;
• семенные зачатки находятся в завязи пестика, и из них развиваются семена;
• характерно образование цветка, цветок - видоизмененный генеративный побег, в котором развиваются органы спороношения - тычинки и пестики;
• оплодотворение двойное;
• перенос пыльцы (опыление) осуществляется различными способами (наиболее выражено насекомоопыление).

В цикле развития цветковых полностью преобладает спорофит (2n). Из микроспор в пыльниках тычинок развивается мужской гаметофит - пыльцевое зерно, состоящее из вегетативной клетки и двух спермиев. Из мегаспоры в семязачатке (семяпочке) развивается женский гаметофит - зародышевый мешок. Оплодотворение двойное. Оба спермия сливаются с клетками женского гаметофита. Образующееся в результате оплодотворения семя содержит зародыш с одной или двумя семядолями, семенную кожуру и эндосперм. Семя формируется внутри плода, образующегося из завязи цветка или других его частей.

Значение цветковых в природе и жизни человека велико. Они образуют сложные многоярусные растительные сообщества на всех материках Земли. Среди них встречается более 2000 видов культурных и хозяйственно ценных дикорастущих растений, представляющих интерес для человека.

Анатомо-морфологические различия между двудольными и однодольными растениями

Признаки сравнения	Класс Двудольные	Класс Однодольные
Корневая система	Стержневого типа, хорошо развит главный корень. У некоторых травянистых форм корневая система мочковатая	Мочковатого типа, главный корень рано отмирает
Зародыш семени	Зародыш состоит из 2 семядолей. Иногда он имеет 1 семядолю (чистяк, хохлатка и др.). Редко - зародыш с 3-4 семядолями	Зародыш имеет 1 видоизмененную семядолю (щиток), прилегающую к эндосперму
	Травянистый, деревянистый, способен к вторичному утолщению, ветвится. Проводящие пучки расположены в центре стебля или имеют вид кольца. Есть камбий. Кора и сердцевина обычно хорошо дифференцированы	Травянистый, не способен к вторичному утолщению. Проводящие пучки разбросаны по всему стеблю. Нет камбия. Отсутствуют ясно дифференцированная кора и сердцевина
	Разной формы, края рассеченные или зубчатые, жилкование сетчатое, перистое, пальчатое. Расположение листьев очередное, супротивное. Черешок ясно выражен, редко имеет влагалищное основание	Простые, цельнокрайние, жилкование параллельное или дуговое. Расположение листьев двухрядное. Листья обычно без черешков. Часто имеют влагалищное основание
	Четырех-, пятичленный, и лишь у некоторых (кирказоновых) растений - трехчленный. Околоцветник двойной. Опыляется чаще насекомыми	Трехчленный, иногда четырех- и двухчленный с простым околоцветником. Чаще опыляется с помощью ветра или происходит самоопыление
Жизненная форма	Лиственные деревья и кустарники,	Однолетние и многолетние травы (исключение - древовидные алоэ и пальмы)
Число видов	Около 180 тысяч видов и 370 семейств	Около 60 тысяч видов и 60 семейств

Основные признаки семейства цветковых растений класса Двудольные

Семейство, число видов	Жизненные формы
Крестоцветные (капустные),	Однолетние, двулетние, многолетние травы	Ч2+2 Л2+2 Т2+4 П1; кисть; стручок, стручочек	Стебли часто укороченные (розеточные), листья простые, цельные или рассеченные; видоизменение корней (корнеплоды)	Овощные: капуста, редис, хрен, репа. Масличные: рапс, горчица. Лекарственные: икотник. Декоративные: левкой. Сорные: сурепка, дикая редька
Розоцветные (розовые),	Многолетние травы, кустарники и деревья	Ч5 Л5 Т П1 или Ч5 Л5 Т П; кисть, простой зонтик, щиток; костянка, яблоко, многоорешек, фрага	Стебли часто имеют шипы, побеговые колючки, листья простые и сложные с прилистниками	Плодово-ягодные: яблоня, груша, слива, вишня, клубника. Лекарственные: лапчатка, рябина. Декоративные: роза спирея, боярышник
	Однолетние и многолетние травы, кустарники, деревья и лианы	Ч(5) Л1,2(2) Т(5+4),1 П1; кисть, головка; боб (одно-, двух-, многосеменной)	Стебли часто травянистые лианы, листья перистосложные, с крупными прилистниками, тройчатосложные; часто отдельные элементы сложного листа видоизменяются в усики. На корнях характерны клубеньки, в клетках которых живут клубеньковые бактерии	Пищевые: бобы, фасоль, горох. Кормовые: клевер, люпин, люцерна. Лекарственные: донник, термопсис
Пасленовые,	Однолетние и многолетние травы	Ч(5) Л(5) Т(5) П1; кисть, завиток, метелка; ягода, коробочка	Стебли вильчатого ветвления, листья простые; некоторые имеют клубни – видоизмененные побеги	Овощные: картофель, перец, баклажан, помидор. Технические: табак, махорка. Лекарственные: белена, дурман, белладонна. Декоративные: петуния, душистый табак
Сложноцветные (астровые),	Однолетние и многолетние травы	Л(5) Т(5) П1 или Л(3) Т(5) П1; вместо чашечки – пленки или хохолок; корзинка, семянка	Стебли часто укороченные (розеточные), листья простые и сложные	Масличные и овощные: подсолнечник, топинамбур. Лекарственные: пижма, череда. Декоративные: георгины, хризантемы. Сорные: осот, бодяк

Основные признаки семейств цветковых растений класса Однодольные

Семейство, число видов	Жизненные формы	Особенности генеративных органов (формула цветка, соцветие, плод)	Особенности вегетативных органов	Представители класса и их значение
Злаковые (мятликовые)	Многолетние, реже двулетние и однолетние травы	О(2) +2Т3 П1; сложный колос, метелка, початок, султан; зерновка	Стебель соломина, полый внутри междоузлий, со вздутыми узлами; листья сидячие, с влагалищем, цельнокрайние, простые, линейные, с параллельным жилкованием	Зерновые: пшеница, рожь, ячмень. Технические: сахарный тростник. Кормовые: тимофеевка, костер. Сорные: пырей, овсюг, плевел
Лилейные,	Многолетние травы	О3 +3Т3 +3П1; зонтик, кисть, метелка; ягода, коробочка	Характерны видоизмененные побеги (корневище и луковица). Листья простые, цельные, линейные или овальные, с параллельным или дуговым жилкованием	Овощные: лук, чеснок, спаржа. Лекарственные: ландыш, купена. Декоративные: лилия, тюльпан, нарцисс

Характеристика низших растений

Водоросли - это низшие, то есть слоевищные растения, содержащие в клетках хлорофилл и живущие преимущественно в воде.

Их отличия от других растений следующие:

• вегетативное тело не дифференцировано на органы и ткани, оно представляет собой, слоевище (таллом);
• органы полового размножения одноклеточные;
• они являются древнейшими представителями растительного мира, возникли около 1,5 млрд. лет назад;
• уровни организации водорослей (одноклеточный - хлорелла, хламидомонада, колониальные - вольвокс, многоклеточные - спирогира, улотрикс, ламинария);
• клетки, образующие таллом, покрыты твердой стенкой, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ;
• клетка водорослей содержит одно или несколько ядер и хроматофоры (пластиды), содержащие пигменты;
• основной способ питания у водорослей автотрофный, но встречается и гетеротрофное питание;
• размножение у них половое и бесполое (деление).

Бесполым способом (спорами и зооспорами, которые образуются в особых органоидах или внутри вегетативных клеток); водоросли размножаются в условиях, благоприятных для роста. По мере ухудшения условий существования (высокая, низкая температура; накопление продуктов обмена и т. д.) они приступают к половому размножению.

Существует три типа полового размножения водорослей:

· изогамия - половые клетки одинакового размера и формы;

· гетерогамия - половые клетки отличаются размерами и подвижностью;

· оогамия - женская половая клетка (яйцеклетка) имеет крупные размеры и неподвижна, сперматозоид - маленький и подвижный.

Для водорослей характерна смена бесполого и полового размножения в жизненном цикле.

Водоросли играют в природе значительную роль. Они являются поставщиками кислорода в водоемах, первичными продуцентами органического вещества, за счет которого существует весь животный мир водоемов, они участвуют в почвообразовании. В то же время водоросли вызывают «цветение» воды и тем самым затрудняют жизнь рыбам и другим водным животным.

В жизни человека водоросли тоже имеют большое значение. Они являются продуктами питания (богаты белками, углеводами, витаминами и микроэлементами), из них получают агар-агар, крахмал и другие вещества, а в медицине - йод, лечебные грязи. В сельском хозяйстве их применяют как удобрение и корм для скота. Они являются также объектами научных исследований в области биотехнологий.

Классификация водорослей

Систематическая группа, число видов	Особенности жизнедеятельности и строения	Представители группы и их значение
Отдел Зеленые водоросли,	Обитают в основном в пресных водоемах, очень многие приспособились к жизни в условиях периодического увлажнения: на почве, коре деревьев, заборах, цветочных горшках и т.д. Зеленые водоросли представлены одноклеточными формами и многоклеточными, тело их имеет вид нитей или плоских листовидных образований (харовые водоросли). Встречаются как подвижные формы, так и неподвижные. Питаются автотрофно за счет фотосинтеза в хроматофорах, содержащих зеленый пигмент - хлорофилл. Размножение происходит бесполым и половым путем. Бесполым - при помощи спор и вегетативно (кусочками слоевища). Половое размножение связано с образованием и последующим слиянием гамет. Зимуют на стадии зиготы (2n) на дне водоемов. В цикле преобладает вегетативное гаплоидное поколение	Одноклеточные: хламидомонада, хлорелла - составляют фитопланктон водоемов. Многоклеточные: улотрикс, спирогира - обогащают воду и образуют основную массу органических веществ водоемов
Отдел Красные водоросли, или Багрянки,	Морские обитатели, живут на больших глубинах (до 100 м). Цвет от ярко-красного у глубоководных до желтоватого у живущих на мелководье. Тело - недифференцированное слоевище. Хроматофор звездчатой формы, содержит красный пигмент фикоциан. Продуктом фотосинтеза является багрянковый крахмал. Оболочки клеток некоторых видов могут минерализоваться солями кальция и магния. Размножаются бесполым и половым путем. В цикле отсутствуют жгутиковые стадии. Полностью преобладает споровое поколение	Вместе с коралловыми полипами участвуют в образовании океанических островов. Из них получают агар-агар, пищевое значение имеет порфира
Отдел Бурые водоросли,	В основном обитатели дна морей (до глубины 50-60м). Исключительно многоклеточные организмы. Размеры - от десятых долей миллиметра до десятков метров. Имеют разнообразное по форме слоевище. Оно состоит из стеблевой, листовой частей и ризоидов. В хроматофорах кроме хлорофилла содержится бурый пигмент фукоксантин и оранжевые каротиноиды	Цистозейра, фукус и др. Образуют на дне морей обширные заросли, которые являются местом обитания донных животных. В пищу используется ламинария. Из водорослей получают альгиновую кислоту, соли калия и йод

Особенности споровых растений

Систематическая группа	Особенности	Значение в природе и жизни человека
строения и жизнедеятельности	жизненного цикла
Отдел Мхи. Печеночные мхи (имеют слоевище, образованное тканями), представитель - мох маршанция; Листостебельные мхи (кукушкин лен, мох сфагнум)	Самые примитивные из высших наземных растений. Они невысокие, не имеют проводящей и развитой механической ткани. Побеги несут листоподобные органы - филлоиды и корнеподобные - ризоиды. Питаются автотрофно за счет фотосинтеза (фотосинтезирующая ткань спорофита развита слабо). Большинство растений обладает гигроскопичностью - способностью удерживать большое количество атмосферной влаги (за счет водоносных клеток). Встречаются главным образом в холодном и умеренном климате Северного полушария и в высокогорьях		Накапливают большое количество воды, вызывая при этом заболачивание местности (мох сфагнум). Из них формируется растительный покров тундры и хвойных лесов (зеленые мхи). Отмирающие части растений формируют торф (сфагнум); процесс происходит благодаря отсутствию кислорода в кислой среде, что препятствует размножению бактерий и развитию процессов гниения; торф нашел широкое применение в производственной деятельности человека (удобрение, топливо, стройматериал и т.д.)
Отдел Плауны	Невысокие многолетние травянистые растения со стелющимися побегами, несущими мелкие листья различной формы. Они могут располагаться поочередно, супротивно или мутовчато. Корневая система представлена придаточными корнями. Верхушки побегов приподнимаются и заканчиваются спороносными колосками - стробилами со спороносными листиками - спорофиллами. На них располагаются спорангии со спорами. Встречаются главным образом в лесах	В цикле преобладает споровое поколение - спорофит (2n), в спорангиях которого образуются споры (n). Из спор развивается половое поколение - гаметофит (n), называемый заростком. Заросток не содержит хлорофилла и существует в симбиозе с грибницей грибов несколько лет. После оплодотворения, для которого необходима вода, из зиготы развивается спорофит (2n)	Споры плауна использовались в виде порошка в медицине. Некоторые виды плаунов содержат яд, по характеру действия напоминающий кураре. В связи с медленным ростом и истреблением нуждаются в охране
Отдел Хвощи	Многолетние травянистые растения с крахмалосодержащим корневищем, зелеными мутовчатоветвящимися побегами и чешуевидными листьями, лишенными хлорофилла. В клеточных оболочках растений содержится большое количество кремнезема (повышает прочность). Существуют специализированные спороносные побеги, лишенные хлорофилла, несущие спороносные колоски - стробилы. Встречаются на лугах, полях, в лесах и болотах	В цикле преобладает споровое поколение - спорофит (2n). Из спор на влажной почве развиваются женский и мужской гаметофиты - заростки (n). После оплодотворения (необходима вода) из зиготы развивается предросток, а из него - молодой спорофит (2n)	Сорные растения, часто на полях встречается хвощ полевой. В медицине из него приготавливают мочегонное средство. Хвощи могут служить индикаторами кислотности почв, растения несъедобны для животных (кремнезем), встречаются и ядовитые (хвощ топяной)
Отдел Папоротники	Представлен многолетними травянистыми растениями с хорошо выраженными вегетативными органами: корнями (придаточными), корневищем и крупными, сложного строения спороносными листьями стеблевого происхождения - вайи. Молодые листья улиткообразно свернуты и развиваются в течение трех лет. Спорангии в большом количестве расположены на нижней стороне листа. Растения встречаются главным образом в лесах	В цикле преобладает споровое поколение - спорофит (2n). На влажной почве из споры развивается сердцевидной формы гаметофит размером около 1 см (n). Заросток зеленого цвета, питается он автотрофно (фотосинтез). На его внутренней поверхности в антеридиях и архегониях развиваются подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. Для оплодотворения необходима вода. Из зиготы развивается спорофит (2n)

Плауны, хвощи и папоротники

Отдел Плауны

Встречаются в хвойных и смешанных лесах. Это многолетние травянистые растения. Корни придаточные, отходят от стелющегося по земле стебля.

Вегетативно размножение у плаунов происходит вследствие отмирания старых участков побегов и корневищ. Бесполое размножение осуществляется с помощью спор. С момента образования спорангия до высыпания зрелых спор происходит несколько месяцев или лет. Споры прорастают и дают начало обоеполым гаметофитам. Органы гаметофита продуцируют спермии и яйцеклетки, которые сливаются и образуют новый спорофит.

Отдел Хвощи

Многолетние травянистые растения с хорошо развитым подземным стеблем - корневищем (25 видов). От корневища отходят придаточные корни. Побег образован множеством члеников. На стебле расположены мутовки листьев.

Листья имеют стеблевое происхождение - это сильно измененные боковые веточки.

Встречаются на влажных кислых почвах болот, полях и лугах. Ранней весной из корневища вырастают буроватые неветвящиеся стебли, заканчивающиеся спороносными колосками. В середине весны из корневищ появляются зеленые ассимилирующие мощные вегетативные побеги, они сохраняются в течение всего лета.

Отдел Папоротники

Современные папоротники представлены большим числом видов - их 10 000, распространены очень широко и встречаются в самых разных местах обитания. В наших условиях произрастают травянистые папоротники, в тропиках Азии, Австралии, Южной Америки встречаются виды, живущие в воде. Имеют видоизмененный стебель - корневище, крупные листья, хорошо развитую корневую систему. Размеры их колеблются от нескольких миллиметров до 25 м (тропические виды).

Особенности папоротников:

1. Гаметофит приспособлен к обитанию в условиях переувлажнения, спорофит - типично сухопутное растение.

2. Спорангии находятся с нижней стороны листа в сорусах.

3. В жизненном цикле преобладает фаза диплоидного спорофита.

Жизненный цикл папоротников. Растение папоротника (спорофит) диплоидно. На нижней поверхности листьев образуются спорангии, в них путем мейоза созревают споры. Попадая во внешнюю среду, споры прорастают, образуя гаметофит (гаплоидный). Гаметофит папоротников называется заростком (способен к самостоятельному питанию) и имеет вид небольшой сердцевидной зеленой пластинки, прикрепленной к почве ризоидами. На нижней поверхности пластинки образуются архегонии и антеридии. Сперматозоиды по водной пленке достигают архегониев, проникают в них и оплодотворяют яйцеклетку. Из зиготы вырастает растение - папоротник (спорофит).

Практическое значение папоротникообразных невелико. В природе они участвуют в круговороте веществ, являясь автотрофами. Служат местом обитания и пищей животных. В медицине применяются хвощ полевой - как мочегонное средство, вытяжка корневища мужского папоротника - как глистогонное, споры плаунов - для получения детской присыпки и пересыпания пилюль.

Хвощи - злостные сорняки.

Характеристика бактерий

Бактерии освоили все среды жизни. Они встречаются в атмосфере, литосфере, гидросфере, в организмах людей, животных и растений.

Клетки их очень мелкие - от 0,1 до 10 мкм. По форме клетки могут быть сферические (кокки), палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спиральные (спириллы), которые могут образовывать колонии - нити шариков (стрептококки).

Бактерии не имеют дифференцированного ядра, а молекула их ДНК сосредоточена в ограниченном пространстве (нуклеоид) и замкнута в виде кольца. Небольшие молекулы ДНК (плазмиды) расположены вне нуклеоида. Митохондрии и хлоропласта в клетке отсутствуют, их функции выполняет цито-плазматическая мембрана. Имеются рибосомы. Бактерии имеют запасные вещества - полисахариды, жиры, серу, полифосфаты. Клеточная стенка бактерии состоит из белка муреина, слизистая капсула - из полисахаридов.

По способу питания бактерии делятся на:

1) гетеротрофов, которые используют готовые органические вещества;

· сапрофитов (бактерии гниения, брожения), которые питаются мертвыми органическими веществами;

2) автотрофов, которые синтезируют органические вещества из неорганических;

· хемосинтетиков (железобактерии, серобактерии);

· фотосинтетиков (зеленые, пурпурные, серобактерии).

По отношению к кислороду различают следующие группы бактерий:

· аэробные, которые используют для дыхания атмосферный кислород (бактерии гниения);

· анаэробные, которые живут в отсутствие кислорода;

· факультативные, которые живут как в кислородной, так и в бескислородной среде.

Размножаются бактерии путем деления каждые 20-30 минут (может встречаться половой процесс в форме конъюгации). Некоторые бактерии способны образовывать споры. Из одной клетки образуется крупная эндоспора, покрытая толстой защитной оболочкой. Она способна длительно выдерживать замораживание, иссушение, нагревание и т. д.

Существуют следующие способы борьбы с бактериями:

• высушивание;
• пастеризация (способ консервирования молока и других продуктов путем однократного нагревания до 60-70°С в течении 15-30 минут);
• стерилизация (при воздействии пара с температурой более 100°С в течение 20 минут или с помощью огня);
• охлаждение (оно не вызывает гибель, но приостанавливает жизнедеятельность бактерий);
• консервирование (воздействие солей);
• ультрафиолетовое облучение;
• дезинфекция для уничтожения болезнетворных
  бактерий.

Значение бактерий в природе и в жизни человека

Значение бактерий в природе

Почвенные бактерии участвуют в образовании каменного угля, нефти, торфа и т. д. Гнилостные бактерии разлагают органические вещества на неорганические, делая их доступными для растений. Нитрифицирующие и азотофиксирующие бактерии участвуют в круговороте азота. В результате деятельности гнилостных бактерий земля очищается от трупов животных и растений, что обеспечивает также и плодородие почв. Отрицательное значение бактерий выражается в том, что они вызывают заболевания у дикорастущих растений и животных.

Значение бактерий в жизни человека

Бактерии молочнокислого брожения используются для приготовления молочнокислых продуктов (творог, простокваша, масло, сметана); в сельском хозяйстве - при силосовании кормов, квашении капусты, засолке огурцов и помидоров.

Бактерии уксуснокислого брожения используются для получения винного уксуса, который применяется для маринования плодов и овощей. Они используются в кожевенной и текстильной промышленности при мочке льна и конопли, в микробиологической промышленности, в медицине для приготовления сывороток, вакцин, антибиотиков (стрептомицина, эритромицина и др.).

В то же время бактерии гниения и брожения приводят к порче продуктов. С жизнедеятельностью некоторых бактерий связано биологическое разрушение многих промышленных материалов (дерево, бумага, картон и др.). Некоторые бактерии являются симбионтами организма человека (кишечная палочка). Многие виды бактерий (патогенные) вызывают заболевания у человека (холера, чума, дизентерия, тиф и др.), домашних животных (бруцеллез), культурных растений (бактериоз).

Для борьбы с ними применяют антибиотики, бактериофаги, прививки, организуют работу по ликвидации очагов заражения.

Для профилактики заболеваний необходимо закаливать организм, соблюдать правила санитарии и гигиены.

Бактерии активно используются в генной инженерии и в биотехнологии.

Общая характеристика

Грибы - это обособленная группа клеточных ядерных гетеротрофных организмов, имеющих сходство как с животными, так и с растениями.

С животными сходство заключается в следующем: характер обмена веществ, связанный с образованием мочевины, гетеротрофный тип питания, стенка клетки содержит хитин, запасное вещество - гликоген.

С растениями у грибов общие признаки такие: питание происходит путем всасывания, неограниченный рост, имеется клеточная стенка, размножение происходит с помощью спор.

Насчитывается 100 000 видов грибов, разнообразных по строению и образу жизни. Грибы распространены во всех географических зонах. Они хорошо развиваются в лесах, полях, почве, воде, а также в организме растений, животных и человека.

Строение и питание

Тело гриба состоит из особых переплетающихся нитей - гиф. Всю совокупность гиф гриба называют мицелием, или грибницей. Гифы могут быть как одноклеточные (с большим количеством ядер - мукор), так и многоклеточные. Гифы мицелия могут плотно сплетаться, образуя плодовые тела. Стенки гиф состоят из пектина, с примесью азотистых веществ, сходных с хитином. Размеры грибов - от микроскопических до 1,5 м в диаметре (у некоторых трутовиков).

Размножение

Бесполое размножение осуществляется вегетативно. От мицелия отделяются неспециализированные его части, которые дают начало новому мицелию. Грибы размножаются и спорами. Они развиваются как внутри спорангиев, так и на специализированных веточках мицелия. Основная масса спор неподвижна и переносится пассивно с помощью воздуха, воды, насекомых. Дрожжи размножаются вегетативно путем почкования клеток.

Половое размножение у грибов осуществляется специализированными клетками - гаметами.

Гаметогамия - это слияние гамет, образующихся в гаметангиях (низшие грибы).

Соматогамия - процесс слияния содержимого двух клеток вегетативного мицелия. В результате образуются споры, дающие начало гаплоидному мицелию.

Гаметангиогамия - процесс слияния двух специализированных половых структур, не дифференцированных на гаметы.

Основные представители грибов

Представители	Характеристика	Значение грибов в природе и жизни человека
Шляпочные грибы (подберезовик, белый гриб, подосиновик, сыроежки, лисички, бледная поганка и др.)	Состоят из грибницы и плодового тела (в быту их и называют грибами). У большинства шляпных грибов плодовые тела съедобны. Плодовое тело образовано из пенька и шляпки. В почве располагаются тонкие белые ветвящиеся гифы, образующие грибницу (является главной частью гриба). В пеньке нити одинаковы, плотно прилегают друг к другу. В шляпке они имеют два слоя - верхний, покрытый кожицей, окрашенный разными пигментами, и нижний. У одних грибов нижний слой пронизан многочисленными трубочками - это трубчатые грибы (белый гриб, подберезовик, масленок). У других нижний слой образован многочисленными пластинками - это пластинчатые грибы (рыжик, сыроежка, волнушка). Размножаются грибы при помощи спор и гамет, образуемых на концах мицелия, а также вегетативно, при помощи кусочков грибницы	Разрушают древесину (трутовики и опята); используются в пищу человеком и животными. Однако среди них есть и малосъедобные, и очень ядовитые грибы. Самые ядовитые - бледная поганка, мухоморы, ложные опята, ложные лисички, горький боровик и др.
Плесневые грибы (пеницилл, или «зеленая плесень»)	Мицелий (грибница) многоклеточный, зеленоватый, с перегородками между клетками. На концах нитей мицелия (гифы) образуются кисточки, несущие споры, при помощи которых гриб размножается. Сапрофит (питается мертвыми органическими веществами), развивается на пищевых продуктах: овощах, фруктах, варенье. При истощении питательной среды переходит к половому размножению	Вызывают порчу продуктов питания. Клетки вырабатывают пенициллин - антибиотик, подавляющий рост бактерий. Виды пеницилла живут в почве, выполняя важную биологическую задачу по разрушению органических веществ
Мукор, или «белая плесень»	Сапрофитный гриб. Мицелий бесцветный, многоядерный, с ризоидами. Вверх от мицелия поднимаются спорангиеносцы - грибные нити, которые образуют наверху мешочек со спорами, то есть спорангии. Когда споры созревают, спорангии чернеют и споры высыпаются (бесполое размножение). При истощении питательной среды, на которой мукор развивается, происходит его размножение половым путем	Хорошо развивается на пищевых продуктах, особенно на влажном хлебе, вызывая их порчу
Дрожжевые грибы (хлебные дрожжи)	Одноклеточные микроскопические, не имеющие мицелия организмы, образующие колонии из овальных клеток. Сапрофиты: питаются, сбраживая сахара в спирт и углекислый газ с выделением тепла. При благоприятных условиях размножаются вегетативно - почкованием, при истощении питательной среды переходят к половому размножению	Широко используются в хлебопечении. Известны только в культуре
		Мука, приготовленная из зараженных семян, может быть причиной отравления, сопровождаемого гангреной и судорогами
	Мицелий развивается внутри побегов хлебных злаков, выросших из зараженных семян. Образующиеся колосья приобретают как бы «обугленный» вид, так как мицелий к моменту их созревания распадается на споры, которые в большом количестве в момент цветения злаков разносятся ветром. При их попадании на пестики цветков происходит заражение новых растений	Вызывает заболевание злаков - пыльную пузырчатку, стеблевую и твердую головню

Лишайники

Лишайники - это своеобразная группа симбиотических организмов, морфологическую основу тела которых образует гриб. В теле лишайников сочетаются два компонента: автотрофный (водоросль или цианобактерия) и гетеротрофный (гриб), образующие единый симбиотический организм. Существует около 1800 видов лишайников (по числу видов грибов). Характерной особенностью лишайников является их медленный рост (несколько миллиметров в год).

Строение

Вегетативное тело лишайников (слоевище) состоит из переплетения грибных гиф, между которыми располагаются водоросли. У большинства лишайников плотные сплетения грибных нитей образуют верхний и нижний корковые слои. Под верхним слоем располагается слой водорослей. Ниже - сердцевина, состоящая из рыхло расположенных гиф и воздушных полостей. По внешнему виду слоевища различают: накипные или корковые, листовые и кустистые лишайники.

Водоросль снабжает лишайник органическими веществами, образованными при фотосинтезе, а гриб - минеральными солями и водой.

Размножение

Размножаются лишайники бесполым и половым путем. Наиболее часто встречается бесполое вегетативное размножение, основанное на способности слоевища лишайника регенерировать из отдельных участков. Половой процесс у лишайников изучен недостаточно.

Местообитание и значение в природе и жизни человека

Распространены широко в растительных сообществах. Лишайники первыми из живых организмов заселяют непригодные участки (скалы, горные отвалы и т. д.). В природе образуют первичный гумус. Являются индикаторами чистоты воздуха и основным кормом северных оленей (в рационе других организмов их значение невелико). Некоторые виды лишайников используются для получения красок, эфирных масел и т. д. Они нашли также применение в парфюмерии и медицинской промышленности.

Растительные сообщества

Растительное сообщество, или фитоценоз - это относительно устойчивая природная система, взаимодействующий комплекс растительных организмов, приспособленный к совместному существованию на конкретной территории, в определенных экологических условиях.

В состав растительного сообщества могут входить сосудистые растения, мхи, лишайники, микроскопические водоросли (хвойные леса - до 30 видов, дубовые леса - 40-50).

Доминантными видами считаются растения, преобладающие в сообществе. Еловый лес со сплошным надпочвенным покровом черники называют ельник-черничник, а ельник с зеленым мхом - ельник-зеленомошник (доминантные виды определяют название растительного сообщества).

Малочисленные и редкие виды растений тоже имеют большое значение для поддержания устойчивости сообщества: чем их больше, тем более стабильно сообщество.

Фитоценозы продуцируют основную массу органических веществ - первичную продукцию. Компоненты фитоценоза называются продуцентами.

Растения, составляющие сообщество, различаются по высоте их надземных частей. Это называется вертикальной ярусностъю. В сообществах выделяют несколько ярусов: ярусы деревьев, кустарников, травянистых растений, надпочвенного покрова - мхов и лишайников. Число ярусов может быть различным (обычно в лесу выделяют 2-3 яруса). Корневые системы растений также образуют несколько хорошо различимых ярусов. Горизонтальная ярусностъ обусловлена характером почв, биологическими особенностями растений, степенью влажности и т. п.: в смешанных хвойно-широколиственных лесах на участках, занятых елью, растут одни виды трав, а под широколиственными деревьями - другие.

Изменяемость фитоценозов бывает периодическая (в зависимости от сезона) и непериодическая, которая определена неодинаковым выпадением осадков в разные годы, колебанием численности животных и т. д.