ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3.

 

ТЕМА: «ОТДЕЛ ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ»

 

Цель: познакомиться с экологией, морфолого-биологическими особенностями, способами размножения одноклеточных и колониальных зеленых водорослей, значением их в природе, жизнедеятельности человека.

 

Материалы и оборудование: готовые препараты или живые культуры хламидомонады, хлорокоока и гидродикциона. Таблицы по изучае­мым представителям. Микроскопы и оборудование для изготовления микропрепаратов: пинцет, препаровальная игла,предметные и покровные стекла, фильтровальная бумага, пипетка, чашечка с водой, раствор йода в йодистом калии.

 

Работа 1. Строение, размножение и экология водоросли хламидомонады.

Работа 2. Строение, размножение и экология водорослей хлорококка.

Работа 3.Строение, размножение и экология водоросли гидродикциона.

 

Теоретическая часть

 

Распространены зеленые водоросли по всему свету, но большинство их населяют пресные водоемы (Chlamydomonas, Gonium, Volvox, Chlorella, Ulothrix, Cladophora, Enteromorpha). Среди них немало солоноватых и морских форм (Nitella, Ulva, Dunaliella), а также скальных (Cosmarium, Cylindrocystis, Stichococcus, Chlorococcum) и почвенных (Prasiola) представителей. Встречаются эпифиты, паразиты и симбионты. Определенные виды могут обитать и на снегу, окрашивая, его в красный, желто-зеленый или зеленый цвет (Chlamydomonas nivalis, Ch. flavorvirens, Raphidonema). На коре деревьев растут Pleurococcus, Trentepohlia, Chlorococcus.

Для представителей отдела свойственны все морфологические типы таллома кроме амебоидного и харального. Они могут быть одноклеточными, ценобиальными, колониальными и многоклеточными.

Клетки покрыты целлюлозно-пектиновой или пектиновой (вольвокс, гематококк) оболочкой, а иногда – только мембраной (дуналиелла). Количество ядер в клетке у разных представителей разное: от одного до нескольких сотен.

Окраска у зеленых водорослей травянисто-зеленая благодаря их хроматофорам –  типичным хлоропластам, которые покрыты двумя мембранами. Ламелы состоят из 2 – 20 сгруппировавшихся тилакоидов, при укорачивании образующих граны. Из ассимиляционных пигментов у них обнаружены хлорофиллы а и b, α- и β- каротины и около 10 различных ксантофиллов (лютеин, неоксантин, виолаксантин, зеаксантин, антераксантин и т.д.). Пиреноид погружен в строму хлоропласта и про-низан тилакоидами. Пиреноидов может быть один (хламидомонада) или много (улотрикс, спирогира), если хлоропласты крупные и одиночные. У представителей со многими мелкими зернистыми и дисковидными хлоропластами пиреноиды не содержатся. Запасной полисахарид крахмал откладывается внутри хлоропласта – вокруг пиреноида или в строме. Реже запасным веществом является масло.

Встречаются все типы бесполого и полового размножения и все возможные циклы развития: гаплонты, диплонты, изо - и гетероморфная смены поколений. Большинство представителей в вегетативном состоянии гаплоидны и лишь некоторые диплоидны.

Зеленые водоросли являются продуцентами биомассы водной среды. Отмершие растения образуют илы и сапропели.

Участвуют в процессе естественного самоочищения сточных и загрязненных вод (вольвоксовые). Макрофитные водоросли используют в пищу (ульва). Они также богаты витаминами и солями, поэтому их используют и в качестве лекарственных препаратов (морская капуста – слабительное и антисклеротическое средство, при расстройстве деятельности щитовидной железы). Культура зеленых водорослей используется в научно-исследовательской работе (хлорелла, сценедесмус, ацетабулярия).

 

Практическая часть

 

Инструкция к выполнению работы № 1

Chlorophyta                                    Chlamydomonodales                       Chlamydomonas

Volvocophyceae                     Chlamydomonodaceae

 

Хламидомонада (р.Chlamydomonas). Пипеткой берут каплю воды с хламидомонадами, помещают ее на предметное стекло и, накрыв покровным стеклом, рассматривают при малом и большом увеличе­ниях. Живые хламидомонады во множестве снуют во всех направлениях в капле воды. Каждая хламидомонада – это одна клетка с одним хроматофором. Она двигается при помощи двух цитоплазматических жгутиков, выходящих из переднего конца клетки.

Рассматривают хламидомонаду при большом увеличении на постоянном окрашенном препарате. Клетка, имеющая овальную форму, заканчивается носиком, от которого отходят два жгутика. Хроматофор чашевидной формы, с пиреноидом.В цитоплазме видно ядро, красный глазок и две вакуоли (рис. 2, А).

Размножается хламидомонада бесполым способом путем образования зооспор. При этом возникает колония клеток, окруженная слизистой массой. Затем клетки освобождаются от слизи и приобретают подвижность.

При половом процессе возникают гаметы, которые попарно сливаются (копулируют). Копулирующие гаметы иногда бывают видны на препаратах.

Можно рассмотреть также другие вольвоксовые: вольвокс (p.Volvox), эвдорину

(Eudorina),пандорину (p. Pandorina) (рис. 2).

Инструкцияквыполнениюработы № 2

Chlorophyta              Protococcales                           Chlorococcum

Protococcophyceae   Protococcaceae

 

Хлорокоoк (р. Chlorococcus) можно найти на увлажненной корке деревьев. Для изготовления препарата зеленый налет соскабливают с корки иглой и помещают в каплю воды. При рассмотрении препарата при большом увеличении видны зеленые клетки шаровидной формы. В них иногда бывает заметно возникновение зооспор (рис. 2,А).

Рис.2. Вольвоксовые водоросли (пор.Volvocales). A-хламидомонада (р. Chlamydomonas); Б- пандорина (р. Pandorina); В- эвдорина (Eudorina):

 

1- вегетативная особь, 2-образование зооспор, 3- пальмеллевидное состояние, 4- образование изогамет, 5- изогаметы и их копуляция, 6- копуляция гетерогамет, 7- оплодотворение яйцеклетки, 8- сперматозоид, 9- зигота, 10 - вегетативная колония, 11- оплодотворение, 12- формирование дочерних колоний

Инструкция к выполнению работы № 3

 

Chlorophyta                                    Chlorococcales                      Hydrodictyon

Protococcophyceae                         Hydrodictyaceae

 

Гидродикцион (p.Hydrodictyon).«Водяная сеточка» или гидродикцион обычна в тихих заводях рек, прудах, ямах.  При рассмотрении препарата видно, что ценобии ее имеют вид сетчатого мешка до 1 м длиной (рис.3, Г). Каждая стенка петли - отдельная клетка длиной до 1,5 см, образовавшаяся из одной зооспоры. Внутри каждой клетки находится сложно-расчлененный хроматофор со многими пиреноидами, под ним - многочисленные ядра (до нескольких тысяч). При бесполом размножении протопласт клетки раскалывается на 7000 - 20000 двужгутиковых зооспор.

 

Рис.3. Протококковые водоросли (пор.Protococcales). А - хлорокоoк (р. Chlorococcus); Б- хлорелла (p.Clorella); В- педиаструм (р.Pediastrum); Г- водяная сеточка (p. Hydrodictyon); Д- сценодесмум (p. Scenodesmus); Е- анкидродесмус (p. Ankystrodesmus)

 

1- зооспора, 2- автоспора

 

Зооспоры не покидают оболочки материнской клетки, недолго движутся, складываются в новую маленькую сеточку, ко­торая освобождается после расплывания оболочки материнской клетки, постепенно уве­личивается в размерах. Половой процесс - изогамия. Зигота переживает период покоя.

 

Вопросы для подготовки:

 

Характеристика отдела зеленые водоросли (распространение, местообитания, типы талломов).

1.   Особенности строение клетки (особенности клеточной оболочки, типы хроматофоров, пигментный состав, вещества запаса).

2.   Размножение зеленых   водорослей. Многообразие  представителей. Классификация.

3.   Класс вольвоксовые. Строение и цикл развития одноклеточной водо­росли хламидомонады.

4.   Строение и цикл развития одноклеточной водо­росли хламидомонады

5.   Класс протококковые: особенности строения колонии гидродикциона.

6.   Цикл развития, образ жизни.

 

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3.

 

ТЕМА: «ОТДЕЛ ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ»

 

Цель: познакомиться с экологией, морфолого-биологическими особенностями, способами размножения зеленых водорослей, значением их в природе, жизнедеятельности человека.

 

Материалы и оборудование: готовые препараты или живые культу­ры улотрикса, ульвы (энтероморфы), спирогиры, представителей порядка десмидиевых. Готовый препарат  конъюгации  спирогиры. Гербарные экземпляры ульвы, спирогиры и других макроскопических зеленых  водорослей.  Микроскопы  и  оборудование для  изготовления микропрепаратов. Таблицы по изучаемым объектам.

 

Практическая часть

 

Работа 1.   Строение, размножение и экология кладофоры.

Работа 2.   Строение, размножение и экология ульвы.

Работа 3.   Строение, размножение и экология спирогиры.

Работа 4.   Строение, размножение и экология клостериума.

 

Инструкция к выполнению работы № 1

 

Chlorophyta                          Ulothrichales                        Cladophora

Ulothrichophyceae                                   Ulothrichaceae                    

 

Кладофора (p.Cladophora)- это одна из наиболее распространенных нитчатых водорослей в пресных водах. При рассмотрении препарата кладофоры видно, что таллом ее состоит из крупных цилиндрическихклеток с толстой стенкой. Хроматофор имеет форму продырявленной пластинки с многочисленными пиреноидами. Клетки многоядерные. Характерная особенность таллома - способность энергично ветвиться (рис. 4).

 

Инструкция к выполнению работы № 2

Chlorophyta                                    Ulvales                         Ulva

Ulothrichophyceae                                   Ulvaceae

 

Ульва (p.Ulva) - это макроскопическая морская водоросль теплых мелководий. Таллом ее имеет вид сильно гофрированной по краям пластинки паренхимного строения(рис.5). В нижней части имеется основание с ризоидными отростками, с помощью которых осуществляется прикрепление к субстрату. Клетки способны делиться в двух и более плоскостях.Четырехжгутиковые зооспоры и двужгутиковые гаметы никогда не формируются на одном и том же экземпляре. Одни растения бесполые (диплоидные спорофиты) и образуют в результате редукционного деление гаплоидные зооспоры; другие - половые (гаплоидные гаметофиты), вырастающие из зооспор. Они продуцируют только изогаметы. После копуляции изогамет диплоидная зигота прорастает сразу, без периода покоя и без мейоза в спорофит. Гаметангии и спорангии у ульвы не дифференцированы, поэтому гаметы и зооспоры образуются в обычных клетках.

Рис.4. Улотриксовая водоросль               Рис.5.Улотриксовая водоросль

            кладофора (p.Cladophora)                                            ульва (p. Ulva)

1-часть таллома, 2- хроматофор                      1- нитчатый таллом, 2- зооспора,

                              3- гамета, 4- копуляция гамет

 

 

Инструкция к выполнению работы № 3

Chlorophyta                   Zygnematales                                Spirogyra

Conjugatophyceae                 Spirogyraceae

Спирогира (p.Spirogyra). Несколько зеленых нитей спирогиры, выращенных в банке с водой, захватывают пинцетом, помещаютв каплю воды на предметное стекло и накрывают покровным стеклом. При малом увеличении видно, что таллом спирогиры имеет нитевид­ную форму и состоит из одного ряда клеток.

При большом увеличении в каждой клетке находят хроматофор, имеющий форму ленты, расположенной в виде спирали. Края ленты часто бывают зазубрены, а на поверхности видны утолщения, назы­ваемые пиреноидами, вокруг которых накапливается крахмал (рис. 6, А). Тщательное исследование позволяет убедиться в том, что внутри клетки имеется ядро, погруженное в цитоплазму, тончайшие нити которой тянутся к ее постенному слою. Между нитями цитоплазмы расположены вакуоли. Хроматофор помещается в постенном слое цитоплазмы.

Действуют на препарат раствором йода в йодистом калии, что дает возможность убедиться в наличии зерен крахмала возле пиреноидов.

Затем рассматривают нити спирогиры в состоянии полового процесса - конъюгации. При отсутствии живой спирогиры, находящейся в состоянии конъюгации, используют постоянный препарат. При малом увеличении находят нити, расположенные параллельно друг другу. У каждой пары нитей видны отростки с канальцами внутри, соединяющие между собой соседние клетки как бы перемыч­ками. Они образовались путем выростов двух клеток, у которых стенки в местах соприкосновения растворились. Через канальцы содержимое клеток из одной нити (мужской) переходит в клетку соседней на вид одинаковой нити (женской). В результате слияния двух протопластов образуется новая клетка - зигота. После поко ядро зиготы делится мейозом.