Водоросли

Определения и обозначения

Водоросли — преимущественно водные организмы, содержащие хлорофилл и образующие органические вещества на свету. В отличие от растений с настоящими корнями, стеблями и листьями, они не имеют такого набора органов. Это помогает отличать водоросли от наземных растений, даже если их тело внешне напоминает лист или стебель.

Слоевище — тело водоросли, не разделённое на настоящие органы и ткани. Оно может состоять из одной клетки или включать множество клеток. Термин нужен, чтобы описывать строение водоросли и не называть её части корнями, стеблями или листьями.

Одноклеточная водоросль — организм, состоящий из одной клетки, которая выполняет все жизненные функции. Например, хламидомонада состоит из одной клетки с хлорофиллом. Это понятие показывает, что для самостоятельной жизни организму не всегда требуется множество клеток.

Колониальная водоросль — группа клеток, связанных между собой и живущих вместе. Клетки колонии объединены, но такая группа не становится многоклеточным организмом: её клетки не образуют столь же единого тела. Понятие помогает отличить колонию от многоклеточного слоевища.

Как это устроено

Хлорофилл поглощает свет, необходимый для фотосинтеза. Используя энергию света, водоросль образует органические вещества из воды и углекислого газа, поэтому получает питательные вещества для жизни. При этом образуется кислород, который поступает в воду или воздух и может использоваться другими организмами.

Корни нужны наземным растениям для поглощения воды и растворённых веществ из почвы, но водоросли обычно окружены водой. Она омывает всё их тело, поэтому вещества поступают через поверхность слоевища. Это позволяет водорослям обходиться без корней и жить также на влажных поверхностях, где есть доступ к воде и свету.

По числу клеток водоросли различаются от одноклеточных форм до колоний и многоклеточных слоевищ. Хламидомонада — одноклеточная водоросль, клетки вольвокса образуют колонию, а спирогира имеет многоклеточное тело в виде нитей. Сравнивая их, нужно смотреть, сколько клеток входит в организм и как они объединены, а не только на внешний вид.

В воде тело водоросли омывается со всех сторон, и растворённые вещества могут поступать через его поверхность. Поэтому многим водорослям не нужны органы, которые помогают наземным растениям добывать воду из почвы и поддерживать тело на суше. При этом водорослям всё равно необходимы подходящие условия, например свет для фотосинтеза.

Водоросли размножаются разными способами, и конкретный способ зависит от их строения. Одноклеточные формы могут делиться: из одной клетки образуются новые клетки. У многоклеточных водорослей могут отделяться части тела, а также образовываться специальные клетки размножения; попав в подходящие условия, они дают начало новым организмам.

Разнообразие водорослей по строению

Пользуйтесь таблицей, чтобы сопоставить число клеток и устройство тела, а затем проверить пример и место обитания. Важно отличать колонию от многоклеточного слоевища: внешне они могут быть похожи, но клетки объединены по-разному. Приведённые примеры показывают основные варианты строения, а не полный список водорослей.

Разбор задач

Задача 1. Ученик увидел под микроскопом организм из одной клетки с зелёными хлоропластами. Нужно объяснить, почему его можно отнести к одноклеточным водорослям. Здесь важно учесть и число клеток, и наличие хлорофилла, связанного с фотосинтезом.

1. Сначала определяем число клеток: организм состоит из одной клетки. Значит, по строению он относится к одноклеточным. Этот признак отвечает на вопрос о количестве клеток.
2. Затем учитываем зелёные хлоропласты, содержащие хлорофилл. Такой организм может использовать свет для образования органических веществ. Это признак, характерный для водорослей.
3. Соединяем оба наблюдения: организм одноклеточный и способен к фотосинтезу. Одной клетки достаточно для выполнения его жизненных функций. Поэтому его относят к одноклеточным водорослям.

Ответ: это одноклеточная водоросль, поскольку организм состоит из одной клетки и содержит хлорофилл.

Задача 2. Сравните хламидомонаду и спирогиру по строению тела и укажите, какая из них одноклеточная, а какая многоклеточная. Необходимо не перепутать отдельную клетку и общее слоевище. Внешний вид нитей спирогиры сам по себе не превращает их в стебли или листья.

1. Вспоминаем, что хламидомонада состоит из одной клетки. Эта клетка представляет собой целый организм и выполняет его жизненные функции. Значит, хламидомонада одноклеточная.
2. У спирогиры тело образовано множеством клеток, соединённых в нити. Вместе они составляют многоклеточное слоевище. Следовательно, спирогира многоклеточная.
3. Проверяем сравнение по числу клеток, а не по наличию похожих на органы частей. У хламидомонады одна клетка, у спирогиры их много. Ни у одной из них нити или другие части слоевища не являются настоящими корнями, стеблями и листьями.

Ответ: хламидомонада — одноклеточная водоросль, спирогира — многоклеточная.

Задача 3. В водоёме стало меньше света. Предположите, как это повлияет на образование органических веществ водорослями и на водных животных. Постройте причинную цепочку от освещённости к изменениям в жизни обитателей. Для вывода используйте роль света в фотосинтезе.

1. Сначала связываем свет с фотосинтезом: при недостатке света водоросли не могут фотосинтезировать так же активно. Поэтому образование органических веществ может уменьшиться. Эти вещества служат пищей для многих обитателей водоёма.
2. Затем прослеживаем последствия для животных. Если водорослей становится меньше или они образуют меньше органических веществ, водным животным может не хватать пищи. Одновременно может уменьшиться поступление кислорода, выделяемого при фотосинтезе.
3. Делаем осторожный вывод: снижение освещённости способно повлиять на пищу и кислород в водоёме. Сила этого влияния зависит от условий и длительности изменений. Поэтому речь идёт о возможных последствиях, а не о неизбежной гибели животных.

Ответ: меньше света может ослабить фотосинтез водорослей, уменьшить образование органических веществ и выделение кислорода, что затруднит жизнь водных животных.

Типичные ошибки

Ошибка: называть слоевище корнем, стеблем или листом. Её допускают, потому что части тела некоторых водорослей внешне похожи на органы растений. Но сходство формы не означает одинакового строения и функций. Проверьте себя: разделено ли тело на настоящие органы и ткани? У водоросли это слоевище.

Ошибка: считать, что все водоросли многоклеточные. Такое впечатление возникает при знакомстве с крупными или нитчатыми формами. Между тем существуют одноклеточные водоросли и колонии клеток. Чтобы проверить ответ, выясните, сколько клеток составляет организм и являются ли они частью общего многоклеточного тела.

Ошибка: утверждать, что водоросли живут только в морях. Морские виды заметны, поэтому легко забыть о других местах обитания. Водоросли встречаются и в пресных водоёмах, а некоторые — на влажных поверхностях. Проверяйте себя вопросом: может ли организм жить там, где есть вода или постоянная влажность и достаточно света?

Ошибка: считать водоросли растениями с корнями, которые получают пищу из почвы. Так рассуждают по аналогии с наземными растениями, но у водорослей нет настоящих корней, а органические вещества они образуют на свету. Воду и растворённые вещества они поглощают поверхностью тела. Проверьте объяснение: не приписываете ли вы слоевищу функции корня и не забыли ли о фотосинтезе?

Связь с другими темами

Для понимания темы пригодятся знания о строении клетки, хлорофилле и условиях фотосинтеза: они объясняют, как водоросль использует свет и образует органические вещества. При изучении растений можно сравнить слоевище с настоящими корнями, стеблями и листьями и увидеть различия в устройстве тела. Позже эти знания помогут разбирать пищевые цепи и роль организмов в водных экосистемах. Водоросли образуют пищу и выделяют кислород, поэтому их изменения могут отражаться на других обитателях водоёма.

Что запомнить

• Водоросли содержат хлорофилл и способны к фотосинтезу.
• Тело водоросли называют слоевищем.
• У водорослей нет настоящих корней, стеблей и листьев.
• Водоросли бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными.
• Они живут преимущественно в воде, но встречаются и во влажных местах.
• Водоросли образуют органические вещества и выделяют кислород.