Systém a evoluce nižších rostlin – maturitní otázka z biologie

 

   Otázka:  Systém a evoluce nižších rostlin

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): Emma

 

 

 

 

Řadíme sem pouze řasy, což je skupina složena z morfologicky velmi různorodých organismů

 

Řasy

algelogie = věda, která se zabývá studiem řas a sinic

 

Obecná charakteristika

  • řasy jsou eukaryotické, většinou autotrofní organismy
  • v chloroplastech obsahují kromě chlorofyl A i B, C nebo D + další barviva → zelená barva překryta jinými barvivy (např. hnědé řasy)
  • Žijí zpravidla ve vodním nebo vlhkém prostředí → pohlavní i nepohlavní rozmnožování je vázáno na vodu
  • tělo tvořeno jednobuněčnou nebo mnohobuněčnou stélkou (thallus), (nerozlišujeme u nich kořen, stonek, list) – nedochází u nich k diferenciaci pletiv, absence cévních svazků
  • jsou významnými producenty organické hmoty ve vodním prostředí, jsou součásti fytoplanktonu
  • Význam:
  • Produkce kyslíku a organických látek
  • Potrava živočichů (součást fytoplanktonu) včetně člověka
  • Využití jako paliva, výroba hnojiv
  • Čištění odpadních vod

 

  • Typy stélek (Thallus) uč. strana 62 obrázky a více typů:

 

Pletivná Heterotrichální Trichální Kokální Monodoidní
– nejvyšší stupeň funkčního rozlišení (ruduchy, chaluhy) – složitější funkční rozlišení- odvozená od trichální

– na povrchu buněčná stěna

-mnohobuněčná, jednojaderná

– rozlišení poléhavých a vzpřímených vláken

 

– mnohobuněčné; jednoduchá vlákna – jednobuněčná; jednoduchá vlákna – jednobuněčné; 2 bičíky, kapkovitý tvar (krásnoočko, zelenivky)

 

Pletivná: rozdělují se na rhizoidy (příchytná vlákna – předchůdce kořene), kauloid (primitivní stonek) a fyloidy (výběžky s fotosyntetickou funkcí). Připomínají vegetativní orgány vyšších rostlin, od nich se však liší původem i vnitřní stavbou

 

Rozmnožování řas:

  • Vegetativní rozmnožování
  • Nejčastěji jako:
  • dělení (jednobuněčné řasy)
  • rozpad kolonií
  • Fragmentace stélek (u mnohobuněčných) → rozdělení buněk, které regenerují v nové jedince.
  • Nepohlavní rozmnožování
  • Pouze za příznivých podmínek
  • Sporofyt, diploidní organismus, na kterém se tvoří výtrusnice (sporangia). Ve výtrusnicích meiotickým dělením vznikají haploidní výtrusy (spory)

 

Sporofyt vzniká dělením zygoty. Vyrůstá na gametofytu a je na něm plně závislý (je jím vyživován)

  • Výtrusy (spory) → nepohyblivé = aplanospory

→ pohyblivé = zoospora (má bičíky)

  • Pohlavní rozmnožování
  • v nepříznivých podmínkách, např. při nízké teplotě
  • U řas převládá gametofyt, což je haploidní stélka, na které vznikají gametangia (pohlavní orgány), v nichž se tvoří při redukčním dělení haploidní pohlavní buňky → gamety (n) jejich splynutích vzniká diploidní zygota (2n)
  • Pohlavní rozmnožování u řas může probíhat jako:

 

Izogamie Anizogamie Oogamie
– spojení izogamet, tj. vzhledově i velikostně stejných gamet lišící se fyziologicky  – gamety odlišující se velikostí jsou anizogamety  – Splynutí samčí pohlavní buňky s oosférou je oogamie.- samičí gameta (vaječná buňka, oosféra) = větší a nepohyblivá buňka v gametangiu

– samčí gameta (spermatozoid) = malá pohyblivá buňka s bičíky

 

Rodozměna (metageneze): Pouze u ruduch a zelených řas se sporofyt vyskytuje jako samostatná rostlina, a dochází ke střídání generací = rodozměna

Střídáním generací se myslí střídání nepohlavní a pohlavní generace (Sporofyt vzniká dělením zygoty a ze spor vyrůstají gametofyty) uč. Biologie pro gymnázia, str. 45    

 

Oddělení: červené řasy (rhodophyta)

 

= ruduchy

  • většinou mnohobuněčné rostliny
  • vláknitá nebo pletivná stélka
  • plastidy: chlorofyl a + d, karotenoidy (β – karoten), fykoerytrin (červené barvivo) a méně fytokyanu (modré barvivo) – rozpustné ve vodě. Podle poměru barviv mohou mít různou barvu: od modrozelené až po jasně červenou.
  • nedošlo u nich k vytvoření bičíků
  • Jejich zásobní látkou je ruduchový škrob. Buněčná stěna je tvořená pektiny, z menší části celulóza
  • rozmnožování ruduch: dělením (jednobuněčné), rozpad stélky, pomocí výtrusů (nepohyblivé), pohlavně oogamicky
  • obsahují pouze jedinou třídu
  • Výskyt:
  • nejvíce v teplých mořích – přisedlé na kamenech a skalách. Mohou růst i ve větších hloubkách, protože k fotosyntéze mohou využívat jen nepatrné množství světla
  • málo v tekoucích sladkých vodách – u nás POTĚRKA ŽABÍ SÍMĚ – stélka větvená
  • Využitý:
  • K přípravě pokrmů
  • Vyluhováním buněčných stěn ruduch rodu Gelidium horkou vodou se získává agar – používá se v potravinářství, při výrobě papíru, v mikrobiologických laboratořích k přípravě živných půd pro pěstování mikroorganismů
  • Zdroj léčivých látek
  • Zástupci: Puchradka kadeřavá – mořská, Potěrka žabí símě – sladké vody

 

Oddělení: hnědé řasy (chromophyta)

  • barvivo: chlorofyl a, chlorofyl c, B-karaten, xantofyly – hnědý fukoxantin

Charakteristickou barvou je hnědá po žlutozelenou

  • buňky s 1-2 bičíky
  • Zahrnuje na první pohled nepodobné zástupce, mají však stejný počet plastidů, které jsou endoplasmatickým retikulem
  • Zásobní látkou je polysacharid chrysolaminarin nebo laminarin a tuk

 

  • Třída: Rozsivky
  • jednobuněčná kokální stélka – žijí často v koloniích
  • Jejich buňka je uzavřená do dvoudílné křemité schránky, jejíž dva díly připomínají víko a dno krabičky
  • Rozmnožování: nepohlavním dělením
  • Žijí ve všech typech vod, málo i v půdě. Mohou také růst na povrchu jiných rostlin
  • Využití:
  • indikátory biologické jakosti vody a stupně znečištění
  • křemelina (diatomit) = hornina vzniklá ze schránek odumřelých rozsivek, které spadly na dno oceánu → výroba skla, filtrů, izolačních hmot (využívalo se to ve 2. sv. válce v koncentračních táborech – plynové komory)
  • Třída Chaluhy
  • nejpokročilejší skupina hnědých řas
  • stélka, mnohobuněčná – trichální až pletivná (až 60 cm)
  • tělo členěno:
  • rhizoidy (náhražka kořene) – přichyceny k podkladu
  • kauloid (náhražka stonku) – válcovitý či zploštělý
  • fyloidy (náhražka lisu) – různě tvarované
  • Ve stélkách hromadění jódu
  • žijí v pobřežní zóně (hloubka 26-30 m), zvláště v chladnějších mořích
  • Zástupci:

Bobulák, Chaluha, Hroznovice

 

Oddělení: zelené řasy (Chlorophyta)

  • evolučně předchůdci vyšších rostlin
  • barviva: chlorofyl a, chlorofyl b, B-karoten, xantofyly (nepřekrývají barvu chlorofylu)
  • zásobní látka – škrob (z glukózy – fotosyntéza). Zrnka škrobu jsou u zelených řas uložena v chloroplastech nebo na povrchu pyrenoidů (bílkovinná tělíska), což jsou oválná nebo kulovitá bílkovinná tělíska, obsahující enzymy.
  • buněčná stěna – celulóza
  • 2-4 stejně dlouhé bičíky
  • Mají všechny druhy stélek
  • převažují sladkovodní druhy (10% v mořích, některé i na souši)
  • Význam: modelové organismy pro studium fotosyntézy
  • Rozmnožování: dělení stélky, pohyblivými zoosporami nebo pohlavně (izogamicky, anizogamicky nebo oogamicky)

 

  • Třída: Zelenivky
  • Žijí samostatně, v koloniích či cenobia

Kolonie je soubor buněk, držící pohromadě slizovými obaly a patřící k jedné či několika generacím.

Cenobia jsou složitější buněčné soubory, vždy pravidelně uspořádané a všechny buňky patří k jedné generaci

  • Zástupci:
  • Pláštěnka – jednobuněčná řasa v mělkých vodních nádržích, kalužích, půdě
  • Zrněnka obecná – vzdušná řasa, tvoří zelený povlak na borce stromů
  • Řetízovka – tvoří kolonie
  • Váleč koulivý – tvoří kulovitá cenobia (obrázek Biologie pro gymnázia, str. 45)
  • Kadeřnatka – tvoří vláknité kolonie
  • Žabí vlas – u nás hojně
  • “mořský salát” – ulva lactusa

– na skalnatém podkladu na mořských březích

– potravina

  • Třída: Spájivky
  • jednobuněčné i mnohobuněčné s nevětvenou vláknitou stélkou
  • pohlavní rozmnožování = spájení (konjugace) ← (na dočasnou dobu se spojí), kdy splývají celé chloroplasty vegetativní buněk za vzniku tlustostěnné zygospory, nepohlavní (dělením nebo rozpadem stélky)
  • velké chloroplasty
  • nemají bičíky
    • Šroubavka – šroubovitě stočené chloroplasty
    • Dvojčatkovité řasy – souměrné buňky rozdělené zářezem na dvě stejné poloviny

V učebnici další dvě třídy

 

Oddělení: Krásnoočko (Euglenophyta)

  • Jsou zelení bičíkovci
  • Mají 1-2 bičíky – na předním konci buňky
  • Chloroplasty: chlorofyl a, chlorofyl b, B-karoten, xantofyly – zelená barva je vždy dominantní
  • Světločivná skvrna – drobná organela vnímající přítomnost či nepřítomnost slunečního záření (jakési velice primitivní oko). Díky tomuto stigmatu se mohou pohybovat ve směru přicházejícího slunečního záření = fototaxe (směrově orientování pohyb organismů vůči zdroji světla)
  • stélky: monanoidní = bičíkatá
  • na povrchu krásnooček je pelikula – pevná pružná blána
  • Pulzující vakuola, na povrchu buňky → obal periplast = pevný plazmatický obal, zásobní látka → škrob, paramylon
  • Využívají se autotrofně i mixotrofně
  • Rozmnožování: dělení podélné
  • Výskyt: žijí ve sladkých vodách, silně znečištěných – podílejí se na samočístících procesech. Součásti fytoplanktonu
  • . strana 33 obrázek

 

Sinice (Cyanobakterie)

  • Autotrofní
  • obsahují asimilační barvivachlorofyl a, fykobiliny = jsou fotosyntetická barviva sloužící jako přenašeči světelné energie ke chlorofylu a (Fykocyanin – modrý, fykoerytrin – červený) a karotenoidy (Beta-karoten)
  • mikroskopické, někdy však tvoří nápadné makroskopické povlaky, slizové kolonie apod.
  • zbarvené modrozeleně, zeleně, hnědě nebo až dočerna

český název sinice pochází z termínu “siný” = modrý

  • Zásobní látka → sinicový škrob
  • evolučně nesmírně staré
  • Výskyt: Patří k nejodolnějším živočichům → jsou schopné žít téměř ve všech biotopech na zeměkouli. V hojném počtu se nacházejí v planktonu, při přemnožení tvoří tzv. vodní květnahromadění planktonních sinic při hladině stojatých nebo pomalu tekoucích vod, ve kterých je dostatek dusíkatých a fosforečných živin. Sinice vyvolávají toxické látky, které mohou u lidí vyvolat alergii
  • je popsáno několik tisíc druhů v zhruba 200 rodech

 

Stavba buňky

  • pevná buněčná stěna, často slizová pochva
  • DNA není oddělena od ostatní protoplasmy žádnou jadernou membránou
  • tylakoidy – ploché váčky s fotosyntetickým aparátem

v membráně tylakoidu jsou obsaženy asimilační barviva – chlorofyl a, α- i β- karoten a xantofyly

  • fykobilizómy – drobné útvary na povrchu tylakoidálního váčku, které obsahují specifická barviva – fykobiliny → plní funkci světlosběrné antény – její značná citlivost umožňuje fotosyntézu i při velmi nízké hladině osvětlení (hluboko pod hladinou vody, v půdě, uvnitř kamenů, v jeskyních atd.)
  • sinice mají několik struktur, které jsou specifické právě jen pro ně:
  • aerotopy
  • Jedná se o válcovité struktury ve tvaru mnohostěnu
  • Jejich stěna je složená z glykoproteinů a je propustná pro všechny plyny rozpuštěné ve vodě.
  • Směs těchto plynů sinice nadlehčují a umožňují jim pohyb ve vodním sloupci
  • Tyto organely jsou jedinou strukturou v živých buňkách, která je naplněna plynem
  • Více světla, fotosyntéza → roste turgor (=vnitřní tlak), aerotopy se zmenšují → sinice klesá ke dnu → méně světla → turgor klesá, aerotopy se zvětšují → sinice stoupá k hladině
  • Heterocyty
  • Tlustostěnné buňky, vznikají z vegetativních buněk
  • Za účasti nitrogenázy se v nich fixuje vzdušný dusík, vzniká amoniak, ten je vázaný jako glutamin a v této formě je transportován do sousedních buněk.
  • akinety (arthspory, trvalé spory)
  • vznikají obvykle na konci vegetačního období populace
  • tlustá buněčná stěna, hutný obsah a bohatá zásoba živin
  • význam pro přežití v nepříznivých podmínkách

 

Morfologie

– stélka je kulovitá (kokální), vláknitá nebo větvená

 

Vláknité typy mohou být:

  • nevětvené
  • nepravě větvené – volné spojení vláken, najčastěji pomocí slizových pochev, ne fyziologicky → dojem větvení
  • pravě větvené – vzniká oddělováním buněk k rovině kolmé na půdovní rovinu dělení
  • všechny typy vláken můžou být buď s, nebo bez slizové pochvy – trichomů – filament

 

Rozmnožování

  • Nepohlavní
  • jednobuněčné sinice se obvykle rozmnožují dělením buněk a fragmentací kolonií
  • pro vláknité sinice je charakteristické rozmnožování pomocí hormogoníí (pohyblivá vlákna buněk spojených slizem)

 

Ekologie

  • žijí téměř všude – ve sladkovodním i mořském planktonu, v nárostech,
    v půdě, na smáčených stěnách (aerofytické)
  • typické je pro ně obsazování všech extrémních biotopů
  • planktonní druhy – tvorba „vodního květu“ – nashromáždění velké biomasy sinic na vodní hladině – tvorba toxických metabolitů – Aphanizomenon, Microcystis, Planktothrix

rozvoj vodního květu souvisí se stupněm eutrofizace vody (proces obohacování vod o živiny, zejména dusík a fosfor)

  • často v různých symbiózách:
  • s houbou → lišejník = fykobiont
  • s kapradinami (Azolla), nahosemennými rostlinami atd.
  • Arthrospira maxima
  • složka potravy – chybný komerční název Spirulina
  • je bohatá na rostlinné bílkoviny, β-karoten, železo, vitamín B12 a vzácnou esenciální mastnou kyselinu GLA
  • pomáhá regenerovat organismus a kontrolovat tělesnou váhu

 

Řád: Chroococcales

  • jednobuněčné sinice s kokální stélkou žijící jednotlivě nebo v koloniích, obklopených homogenním nebo vrstevnatým slizem
    • Microcystis – běžný planktonní druh
    • Merismopedia – ploché tabulkovité kolonie, mnohdy ve slizu, jako planktonní
    • Chroococcus – jednotlivé buňky nebo 4-8 buněčné kolonie

 

Řád: Nostocales

  • sinice s jednořadým vláknem a nepravým větvením
  • vlákna jsou ve slizových, často vrstevnatých a hnědě zbarvených pochvách
  • vlákna mohou žít jednotlivě (Anabaena) nebo v koloniích (Nostoc)
  • ve vláknech heterocyty (fixují N2), akinety
  • rozmnožují se úlomky vláken a hormogoniemi
  • řád Nostocales se rozděluje do 4 čeledí, které obsahují celkem 34 rodů
    • Anabaena – planktonní druh, vytváří řetízkovité kolonie
    • Nostoc – běžný druh na dně kaluží

 

Řád: Stigonematales

  • vláknité sinice s jednou nebo více řadami buněk, pravým větvením
  • ve vláknech se vyskytují heterocyty, sporadicky akinety
  • vlákna jsou obvykle obalena hojným, často vrstevnatým slizem
  • zpravidla jde o nárostové druhy
  • u nás nejsou příliš rozšířené – tropické oblasti
    • Hapalosiphon – často v zarostlých rašelinných tůňkách a jezírcích
    • Stigonema – vyskytuje se v našich horských oblastech






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: