Главная » Реферат » Реферат на тему зеленые водоросли

Жёлто-зелёные водоросли. Реферат на тему зеленые водоросли


Реферат - Сине-зеленые водоросли - Биология

                      Министерство  общего   и   среднего

             профессионального образования  РФ

        Каменск-Уральскийполитехнический колледж

                       РЕФЕРАТ ПО  БИОЛОГИИ

                                     на тему:

                  «Отделсине-зеленые водоросли.»

                                            Выполнил студент

                                           группы М03– 11

                                     Кокшаров Павел.

                                           Проверил преподаватель

                                            ОсинцеваА.И.

                                     2004

                           Содержание                                    стр.

1. Строение сине-зеленых водорослей……………...3-5

2. Размножение……………………………………...5-6

3. Распространение в природе………………………..6

4. Роль их в природе, хозяйственноезначение……6-7

5.  Сине-зеленая водоросль AnabaenaCyanophyta…7-8

6. Литература…………………………………………..9

    

       Сине-зеленые водоросли, цианеи (Cyanophyta), отдел водорослей; относятся кпрокариотам. Водоросли – это низшие споровые растения, содержащие в своих клеткаххлорофилл и живущие преимущественно в воде. В морфологическом отношении для водорослейнаиболее существенным признаком является отсутствие тела, расчлененного настебли, листья и корни. Их тело обозначают как слоевище (или таллом).Размножаются они вегетативно или с помощью спор, т. е. относятся к споровымрастениям. В физиологическом отношении водоросли резко отличаются от другихгрупп низших растений наличием хлорофилла, благодаря которому они способныассимилировать углекислый газ, т. е. питаться фотоавтотрофно. Процесс светового и углеродногопитания растений получил название фотосинтеза и в общем виде может быть записанследующим суммарным уравнением:

свет

 

хлорофилл

   6CO2+12h3O¾¾¾>

C6h3O6+6h3O+2815680Дж

      Из уравнения видно, что на каждые 6 грамм-молекул углекислоты и воды синтезируетсяграмм-молекула глюкозы (C6h3O6), выделяется6 грамм-молекул кислорода и накапливается 2815680 Дж энергии. Таким образом,функция фотосинтеза растений является, по существу, биохимическим процессомпреобразования световой энергии в химическую.

/>       В отличие от водорослей бактерии, имеющиезеленую окраску, содержат пигмент, близкий к хлорофиллу, но не тождественныйему. Водоросли, даже простейшие из них – сине-зеленые, являются первыми организмами,у которых в процессе эволюции появилась способность осуществлять фотосинтез сиспользованием воды в качестве источника (донора) водорода и выделениемсвободного кислорода, т. е. процесс, свойственный высшим растениям. Второйособенностью питания водорослей и других фотосинтезирующих растений является способностьусваивать азот, серу, фосфор, калий и другие минеральные элементы в виде ионовминеральных солей и использовать их для синтеза таких важных компонентов живойклетки, как аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, макроэргические соединения,вещества вторичного обмена. Среди водорослей есть виды, которые являются строгимифотосинтетиками (из сине-зеленых – анабены, некоторые штаммы ностоков). Многиеводоросли в определенных условиях могут легко переключаться с фотоавтотрофногоспособа  питания на  ассимиляцию различных  органических  соединений,

т. е. осуществлять гетеро- илифотогетеротрофный типы питания.

  У сине-зеленых водорослей,как и у бактерий, ядерный материал не отграничен мембраной от остальногосодержимого клетки, внутренний слой клеточной оболочки состоит из муреина ичувствителен к действию фермента лизоцима. Для сине-зеленых водорослейхарактерна сине-зелёная окраска, но встречается розовая и почти чёрная, чтосвязано с наличием пигментов: хлорофилла а, фикобилинов (голубого — фикоциана икрасного — фикоэритрина) и каротиноидов. Среди сине-зеленых водорослей имеютсяодноклеточные, колониальные и многоклеточные (нитчатые) организмы, обычномикроскопические, реже образующие шарики, корочки и кустики размером до 10 см.Некоторые нитчатые сине-зеленые водоросли способны передвигаться путёмскольжения. Протопласт сине-зеленых водорослей состоит из внешнего окрашенногослоя — хроматоплазмы — и бесцветной внутренней части — центроплазмы. Вхроматоплазме находятся ламеллы (пластинки), осуществляющие фотосинтез; они расположеныконцентрическими слоями вдоль оболочки. Центроплазма содержит ядерное вещество,рибосомы, запасные вещества (гранулы волютина, зёрна цианофицина с липопротеидами)и тельца, состоящие из гликопротеидов; у планктонных видов имеются газовыевакуоли. Хлоропласты и митохондрии у сине-зеленых водорослей отсутствуют. Поперечныеперегородки нитчатых сине-зеленых водорослей снабжены плазмодесмами. Некоторыенитчатые сине-зеленые водоросли имеют гетероцисты — бесцветные клетки,изолированные от вегетативных клеток «пробками» в плазмодесмах.

/>       Основная структурная единица тела водорослей –клетка. Уникальную группу составляют сифоновые водоросли: у них таллом неразделен на клетки, однако в цикле развития имеются одноклеточные стадии.

       Многоклеточные формывозникли после того, как клетка проделала длительный и сложный путь развития вкачестве самостоятельного организма. Переход от одноклеточного к многоклеточномусостоянию сопровождался потерей индивидуальности и связанным с этими изменениямив структуре и функции клетки. С возникновением многоклеточности связаны дифференцировкаи специализация клеток в талломе, что следует рассматривать как первый шаг напути становления тканей и органов.

       Существует огромноемногообразие форм (шаровидные, грушевидные, яйцевидные, веретеновидные,спиралевидные, цилиндрические и др.) и размеров (от нескольких микрометров)водорослевой клетки.

       Различают размножениевегетативное, бесполое и половое.

       В е г е т а т и в н о е – деление особей надвое. Иногда делению предшествует отмирание отдельныхклеток; акинеты (иногда их называют спорами) – клетки, способные переживатьнеблагоприятные условия у нитчатых сине-зеленых. Вегетативное размножение – однаиз форм бесполого размножения.

       Б е с п о л о е размножение сопровождается делением протопласта клетки на части и выходомпродуктов деления из оболочки материнской клетки. Бесполое размножениепроисходит посредством спор или зооспор (спор со жгутиками). Они образуются вклетках, не отличающихся по форме от других клеток, или в особых клетках –спорангиях, которые могут иметь другую форму и размеры, чем вегетативные.Главное отличие спорангиев от других клеток заключается в том, что онивозникают как выросты обычных клеток и выполняют только функцию образованияспор.

       Типы спор: 1)апланоспоры – споры, одевающиеся оболочкой внутри материнской клетки; 2)автоспоры – апланоспоры, которые в материнской клетке приобретают подобную имформу. По количеству их в спорангиях различают тетраспоры, биоспоры и моноспоры.

       Споры и зооспоры обычновходят в воду через отверстие в стенке спорангия целой группой, окруженныеслизистой оболочкой, которая вскоре расплывается.

       П о л о в о е размножение заключается в слиянии двух клеток (гамет), в результате чегообразуется зигота, вырастающая в новую особь или дающая зооспоры. Типы половогоразмножения: 1) соединение содержимого двух вегетативных клеток; 2) образованиевнутри клеток специализированных половых клеток – гамет. Вместилища гаметназываются гаметангиями. В зависимости от относительных размеров гаметразличают: а) изогамию – гаметы одинаковой формы и величины; б) гетерогамию –женская гамета крупнее мужской, но сходна с нею; в) оогамию – женская гамета(яйцеклетка) лишена жгутиков, неподвижна, значительно крупнее мужской; г)автогамию – особый тип полового процесса, заключающийся в том, что ядро клеткипредварительно делится с мейозом на 4 ядра, два из них разрушаются, аоставшиеся два сливаются, вновь образуя диплоидное ядро. Автогамия несопровождается увеличением числа особей, а лишь их омоложением.

       В результате слияния гаметобразуется зигота, жгутики отпадают, появляется оболочка. В зиготе происходитслияние двух ядер – она диплоидна.

/>       По условиям существования водоросли можноразделить на две группы: живущие в воде и живущие вне воды.

       Водные организмы делятсяна планктонные, бентические, перифитонные, нейстонные. Водоросли, живущие вневоды, разделяются на аэрофитон и почвенные.

       Сине-зеленые водоросливходят в состав планктона и бентоса пресных вод и морей, живут на поверхностипочвы, в горячих источниках с температурой воды до 80 °С, на снегу — в полярныхобластях и в горах; ряд видов обитает в известковом субстрате («сверлящиеводоросли»), некоторые сине-зеленые водоросли — компоненты лишайников и симбионтыпростейших животных и наземных растений (мохообразных и цикадовых). В наибольшихколичествах сине-зеленые водоросли развиваются в пресных водах, иногда вызываяцветение воды в водохранилищах, что приводит к гибели рыб. 

       Водоросли – одни издревнейших организмов, населяющих нашу планету. В прошлые геологические эпохи,как и в настоящее время, водоросли населяли океаны, реки, озера и другие водоемы.Обогатив атмосферу кислородом, они вызвали к жизни разнообразный мир животных испособствовали развитию аэробных бактерий; они явились родоначальникамирастений, заселивших сушу, и создали мощные толщи горных пород.

       Водоросли, как и высшиерастения на суше, – источник органических веществ, продуценты кислорода вводоемах. Вследствие деятельности сине-зеленых водорослей (и других тоже)образуются горные породы. Сверлящие сине-зеленые, разрушая горные породы, участвуютв образовании первичных почв. В комплексе с другими организмами (бактериями,грибами) водоросли принимают участие в процессе самоочищения воды.

       Однако, развиваясь вбольшом количестве, сине-зеленые водоросли могут приводить к «цветению воды», вовремя которого значительное количество организмов оседает на дно, усиливаютсяпроцессы гниения, резко уменьшается количество кислорода и повышаетсяконцентрация углекислого газа. Это приводит к летнему замору рыб. «Цветение»резко отражается на водоснабжении (забиваются фильтры, вода приобретает неприятныйвкус и запах).

/>       В сельском хозяйстве водоросли используются какорганические удобрения (азотофиксирующие сине-зеленые водоросли, их массы собираютво время «цветения» водоемов). Сине-зеленые водоросли обусловливают образованиегумуса, улучшают аэрацию почвы, влияют на ее структуру.

       Водоросли являютсясырьем для получения ценных органических веществ: спиртов, аммиака, лаков,органических кислот и т. п.; йода, каротина, биологически активных веществ. Используютсяв микробиологической промышленности, космических исследованиях. Морскиеводоросли используют в пищевой промышленности и при изготовлении различных лекарств.

       В санитарнойгидробиологии сине-зеленые водоросли используются как индикаторы, показывающиестепень загрязнения воды органическими веществами. Водоросли применяют приочистке промышленных вод.

       Рассмотрим отдельногопредставителя отдела сине-зеленых водорослей – анабену (Anabaena Cyanophyta).

       Анабена — многоклеточная водоросль. Она живетна почве, и для фотосинтеза ей необходим солнечный свет. Сине-зеленые водорослинеприхотливы и не требуют каких-то особых условий для роста, но водород образуюттолько тогда, когда в окружающей среде нет кислорода. Поэтому, чтобы получитьводород, их выращивают в аргоне. Водоросли при фотосинтезе вместе с водородомвыделяют кислород, который мешает образованию водорода. К тому же такой процессдорог. Поэтому производство водорода обычными сине-зелеными водорослями невыгодно.

       Ситуация изменилась, когда на кафедре генетикии селекции биологического факультета МГУ получили штамм РК84, выделявшийводород в воздухе. Ученые Института фундаментальных проблем биологии РАН нашлиусловия (в частности, уровень освещенности), при которых водоросль хорошо рослаи давала много водорода. Интересно, что в биореакторе, где росла водоросль,концентрация выделяемого ею кислорода вдвое превысила атмосферную, но это непомешало синтезу водорода. Сотрудники Института фундаментальных проблем биологииРАН, изучив мутантный штамм анабены РК84, заключили, что это пока лучшийпреобразователь солнечной энергии в энергию водорода.

       Ученые считают, что этот штамм анабены можноиспользовать для получения водорода. Однако, по словам ученых, прежде необходимоизучить, как эта водоросль будет работать в природных условиях, и оценитьэффективность, с которой она преобразует энергию света в энергию водорода.

                                         ЛИТЕРАТУРА

«Жизнь растений – водоросли» А.А. Фёдоров, А.Л. Курсанов, Н.В.Циуин, М.В. Горленко, С.Р. Жилин.

«Ботаника»   М.Е. Павлова, В.А. Сурков

Москва — Просвещение — 1977 год «Ботанический атлас»  Н.А.Монтеверди

«Малая современная энциклопедия» Б.А. Введенский (27 октября 1958года)

 

 

www.ronl.ru

Реферат Жёлто-зелёные водоросли

скачать

Реферат на тему:

Botydium granulatum

План:

Введение

Жёлто-зелёные водоросли (лат. Xanthophyceae, или Xanthophyta), или Разножгутиковые водоросли (лат. Heterocontae), или Трибофициевые (лат. Tribophyceae) — класс низших растений, включающий в себя водоросли, хлоропласты которых окрашены в жёлто-зелёный или жёлтый цвет. Представители — одноклеточные, колониальные и многоклеточные, преимущественно пресноводные организмы. Аналогично золотистым водорослям, в основу деления жёлто-зелёных на классы положено разнообразие морфологической организации таллома. Класс назван по типовому роду Tribonema (от греч. tribon — опытный, искусный, nema — нить).

1. Строение клетки

1.1. Жгутики

У монадных представителей (у зооспор и гамет) имеются два неравных по длине и морфологии жгутика: на главном жгутике расположены перистые мерцательные волоски, боковой жгутик — бичевидный. Исключением являются синзооспоры Vaucheria, у которых по поверхности расположены многочисленные пары немного различающихся по длине гладких жгутиков. Жгутики прикрепляются на клетке субапикально (у сперматозоида Vaucheria прикрепление латеральное). Мастигонемы синтезируются в цистернах эндоплазматической сети. Короткий жгутик заканчивается акронемой.

Базальные тела жгутиков трибофициевых типичного строения, расположены под прямым углом друг к другу. Корешковая система представлена поперечноисчерченным корешком — ризопластом и тремя микротрубочковыми корешками, каждый из которых состоит из 3-4 микротрубочек.

1.2. Хлоропласт

Хлоропласт имеет типичное для охрофитов строение. Обычно в клетке присутствует несколько зелёных или жёлто-зелёных дисковидных пластид. Их окраска связана с отстуствием фукоксантина, отвечающего за золотистый и коричневый цвет у других охрофитовых. Из каротиноидов у трибофициевых присутствует α- и β-каротины (преобладают), вошериаксантин, диатоксантин, диадиноксантин, гетероксантин, лютеин, виолаксантин, неоксантини др. Хлорофиллы — a и c. В клетках трибофициевых кроме дисковидных встречаются пластиды и других форм: пластинчатые, корытовидные, лентовидные, чашевидные, звёздчатые и др. У немногих видов обнаружены пиреноиды полупоргужённого типа. Глазок состоит из ряда липидных глобул, расположен на переднем конце тела в хлоропласте, ориентирован на базальное вздутие жгутика.

1.3. Клеточная стенка

У видов с амебоидной, монадной и пальмеллоидной организацией клеточная стенка отсутствует, они покрыты только цитоплазматической мембраной и могут легко менять форму. Иногда «голые» клетки находятся внутри домиков, стенки которых могут быть окрашены в бурый цвет солями марганца и железа. У подавляющего большинства трибофициевых имеется клеточная стенка цельная или состоящая из двух частей. В её составе, изученном у Tribonema и Vaucheria, преобладает целлюлоза и содержатся полисахариды, состоящие преимущественно из глюкозы и уроновых кислот. У молодых клеток оболочка тонкая, с возрастом она утолщается. В ней могут откладываться соли железа, соединения которого окрашивают её в различные оттенки коричневого и красного тонов. Чаще в клеточной стенке присутствует кремнезём, придавая ей твёрдость и блеск. Она может инкрустироваться также известью и быть различным образом скульптурирована (шипики, ячейки, бородавки, щетинки, зубчики и т. д.). У прикреплённых форм может образовываться вырост оболочки — ножка с прикрепительной подошвой.

У нитчатых водорослей с двухстворчатыми оболочками при распаде нитей клеточные оболочки разваливаются на Н-образные фрагменты, представляющие собой плотно соединённые половинки оболочек двух соседних клеток. При росте нитей Н-образный фрагмент клеточной стенки двух соседних дочерних клеток встраивается между двумя половинками оболочки материнской клетки. В результате этого каждая из дочерних клеток наполовину покрыта старой оболочкой материнской клетки и наполовину — новообразованной оболочкой.

1.4. Другие структуры

Сократительные вакуоли имеются у подвижных представителей. Обычно их 1-2 на клетку, иногда больше. Аппарат Гольджи своеобразного строения. Диктиосомы мелкие, содержат 3-7 цистерн.

Запасные питательные вещества — масла, у некоторых — волютин, хризоламинарин и лейкозин.

1.5. Ядро

Ядро одно, реже ядер много, у ценотических представителей клетки всегда многоядерные. Детали митоза подробно изучены только у Vaucheria. Митоз у неё закрытый, с центриолями, расположенными на полюсах вне ядра. Кинетохоры не обнаружены. Во время анафазы сильно удлиняются межполюсные микротрубочки веретена, что приводит к значительному удалению дочерних ядер друг от друга. Ядерная мембрана сохраняется, поэтому в телофазе дочерние ядра имеют вид гантели. Полагают, что такой митоз не является типичным для всей группы трибофициевых.

2. Размножение

У большинства жёлто-зелёных известно вегетативное и бесполое размножение. Вегетативное размножение осуществляется делением клеток пополам, распадом колоний и многоклеточных слоевищ на части. При бесполом размножении могут формироваться амебоиды, зооспоры, синзооспоры, гемизооспоры, гемиавтоспоры, автоспоры, апланоспоры. Зооспоры «голые» и обычно имеют грушевидную форму, два жгутика. Половой процесс (изо-, гетеро- и оогамный) описан у немногих представителей.

При наступлении неблагоприятных условий наблюдается образование цист. Цисты (статоспоры) эндогенные, одноядерные, реже многоядерные. Их стенка часто содержит кремнезём и состоит из двух неравных, или реже — равных частей.

3. Экология

Трибофициевые встречаются на всех континентах, в том числе в Антарктиде. Они обитают преимущественно в пресных водах умеренных широт, обычны также в почве, реже встречаются в наземных, солоноватоводных и морских местообитаниях. Населяют как чистые, так и загрязнённые воды, с различным значением pH, но редко встречаются в обилии. Значительно разнообразнее и обильнее трибофициевые водоросли представлены в почвах, где, развиваясь в массе, могут вызвать «цветение» её поверхности. Аэрофитные представители встречаются на стволах деревьев, скалах, стенах домов, иногда вызывая их позеленение. Часто обитают в скоплениях нитчатых водорослей и водных высших растений по берегам рек, прудов, озёр и водохранилищ.

Жёлто-зелёные водоросли входят в различные экологические группы — планктон, реже в перифитон и бентос. Подавляющее большинство из них — свободноживущие формы, но встречаются и внутриклеточные симбионты — зооксантеллы в клетках простейших. Интересный внутриклеточный симбиоз образуют хлоропласты морской водоросли V. litorea с моллюском Elysia chlorotica. На протяжении 9 месяцев этот моллюск способен в культуре к фотоавтотрофной фиксации углекислого газа. Это самый длительный по времени симбиоз такого типа, когда симбиотическая пластида находится в непосредственном контакте с цитоплазмой животного. В природе личинки моллюска питаются нитями Vaucheria. В результате фагоцитоза хлоропласты водоросли попадают в цитоплазму эпителиальных клеток моллюска. В ходе этого процесса оболочка хлоропласта становится трёхслойной, теряется наружная мембрана хлоропластной эндоплазматической сети. Такое явление может служить доказательством того, что в процессе эволюции в результате вторичного симбиогенеза за счёт потери мембран могли возникать хлоропласты с тремя мембранами.

4. Значение

Трибофициевые водоросли — продуценты кислорода и органических веществ, входят в состав трофических цепей. Они участвуют в самоочищении загрязнённых вод и почв, образовании илов и сапропелей, в процессе накопления органических веществ в почве, влияя на её плодородие. Их хозяйственное значение сводится к использованию как показательных организмов при определении состояния загрязнения вод; они входят в состав комплекса микроорганизмов, применяемого для очистки сточных вод.

5. Филогения

В конце XIX — начале XX вв. различные роды трибофициевых относили к отделу зелёных водорослей, что было связано в первую очередь с окраской и морфологическим сходством талломов. Но уже А. Пашер включил эту группу в один эволюционный ряд с золотистыми и диатомовыми водорослями. Эта точка зрения в дальнейшем нашла подстверждение в исследованиях на цитологическом, биохимическом и молекулярном уровне. В настоящее время трибофициевые рассматриваются как класс внутри отдела охрофитовых. Из трибофициевых были выделены эвстигматофициевые в ранге такого же класса, но, как оказалось, в эволюционном плане они далеко стоят друг от друга. В филогенетических деревьях, построенных на анализе нуклеотидных последовательностей ряда генов, трибофициевые среди охрофитовых стоят значительно ближе к бурым водорослям, чем к золотистым, диатомовым, синуровым и эвстигматофициевым.

6. Разнообразие и систематика

Описано около 90 родов и более 600 видов, которые группируются в 6-7 порядков (H. Ettl, 1978). В основу выделения порядков положены тип дифференциации таллома и особенности жизненного цикла. Количество порядков зависит от точки зрения на ценотические трибофициевые водоросли: относят ли их к одному или двум порядкам.

Примечания

  1. По данным EOL. См. карточку.

Литература

wreferat.baza-referat.ru

Реферат : Сине-зеленые водоросли

Министерство общего и среднего

профессионального образования РФ

Каменск-Уральский политехнический колледж

РЕФЕРАТ ПО БИОЛОГИИ

на тему:

«Отдел сине-зеленые водоросли.»

Выполнил студент

группы М03 – 11

Кокшаров Павел.

Проверил преподаватель

Осинцева А.И.

2004

Содержание стр.

  1. Строение сине-зеленых водорослей……………...3-5

  1. Размножение……………………………………...5-6

  1. Распространение в природе………………………..6

  1. Роль их в природе, хозяйственное значение……6-7

  1. Сине-зеленая водоросль Anabaena Cyanophyta…7-8

  1. Литература…………………………………………..9

Сине-зеленые водоросли, цианеи (Cyanophyta), отдел водорослей; относятся к прокариотам. Водоросли – это низшие споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимущественно в воде. В морфологическом отношении для водорослей наиболее существенным признаком является отсутствие тела, расчлененного на стебли, листья и корни. Их тело обозначают как слоевище (или таллом). Размножаются они вегетативно или с помощью спор, т. е. относятся к споровым растениям. В физиологическом отношении водоросли резко отличаются от других групп низших растений наличием хлорофилла, благодаря которому они способны ассимилировать углекислый газ, т. е. питаться фотоавтотрофно. Процесс светового и углеродного питания растений получил название фотосинтеза и в общем виде может быть записан следующим суммарным уравнением:

свет

хлорофилл

6CO2+12h3O 

C6h3O6+6h3O+2815680 Дж

Из уравнения видно, что на каждые 6 грамм-молекул углекислоты и воды синтезируется грамм-молекула глюкозы (C6h3O6), выделяется 6 грамм-молекул кислорода и накапливается 2815680 Дж энергии. Таким образом, функция фотосинтеза растений является, по существу, биохимическим процессом преобразования световой энергии в химическую.

В отличие от водорослей бактерии, имеющие зеленую окраску, содержат пигмент, близкий к хлорофиллу, но не тождественный ему. Водоросли, даже простейшие из них – сине-зеленые, являются первыми организмами, у которых в процессе эволюции появилась способность осуществлять фотосинтез с использованием воды в качестве источника (донора) водорода и выделением свободного кислорода, т. е. процесс, свойственный высшим растениям. Второй особенностью питания водорослей и других фотосинтезирующих растений является способность усваивать азот, серу, фосфор, калий и другие минеральные элементы в виде ионов минеральных солей и использовать их для синтеза таких важных компонентов живой клетки, как аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, макроэргические соединения, вещества вторичного обмена. Среди водорослей есть виды, которые являются строгими фотосинтетиками (из сине-зеленых – анабены, некоторые штаммы ностоков). Многие водоросли в определенных условиях могут легко переключаться с фотоавтотрофного способа питания на ассимиляцию различных органических соединений,

т. е. осуществлять гетеро- или фотогетеротрофный типы питания.

У сине-зеленых водорослей, как и у бактерий, ядерный материал не отграничен мембраной от остального содержимого клетки, внутренний слой клеточной оболочки состоит из муреина и чувствителен к действию фермента лизоцима. Для сине-зеленых водорослей характерна сине-зелёная окраска, но встречается розовая и почти чёрная, что связано с наличием пигментов: хлорофилла а, фикобилинов (голубого — фикоциана и красного — фикоэритрина) и каротиноидов. Среди сине-зеленых водорослей имеются одноклеточные, колониальные и многоклеточные (нитчатые) организмы, обычно микроскопические, реже образующие шарики, корочки и кустики размером до 10 см. Некоторые нитчатые сине-зеленые водоросли способны передвигаться путём скольжения. Протопласт сине-зеленых водорослей состоит из внешнего окрашенного слоя — хроматоплазмы — и бесцветной внутренней части — центроплазмы. В хроматоплазме находятся ламеллы (пластинки), осуществляющие фотосинтез; они расположены концентрическими слоями вдоль оболочки. Центроплазма содержит ядерное вещество, рибосомы, запасные вещества (гранулы волютина, зёрна цианофицина с липопротеидами) и тельца, состоящие из гликопротеидов; у планктонных видов имеются газовые вакуоли. Хлоропласты и митохондрии у сине-зеленых водорослей отсутствуют. Поперечные перегородки нитчатых сине-зеленых водорослей снабжены плазмодесмами. Некоторые нитчатые сине-зеленые водоросли имеют гетероцисты — бесцветные клетки, изолированные от вегетативных клеток «пробками» в плазмодесмах.

Основная структурная единица тела водорослей – клетка. Уникальную группу составляют сифоновые водоросли: у них таллом не разделен на клетки, однако в цикле развития имеются одноклеточные стадии.

Многоклеточные формы возникли после того, как клетка проделала длительный и сложный путь развития в качестве самостоятельного организма. Переход от одноклеточного к многоклеточному состоянию сопровождался потерей индивидуальности и связанным с этими изменениями в структуре и функции клетки. С возникновением многоклеточности связаны дифференцировка и специализация клеток в талломе, что следует рассматривать как первый шаг на пути становления тканей и органов.

Существует огромное многообразие форм (шаровидные, грушевидные, яйцевидные, веретеновидные, спиралевидные, цилиндрические и др.) и размеров (от нескольких микрометров) водорослевой клетки.

Различают размножение вегетативное, бесполое и половое.

В е г е т а т и в н о е – деление особей надвое. Иногда делению предшествует отмирание отдельных клеток; акинеты (иногда их называют спорами) – клетки, способные переживать неблагоприятные условия у нитчатых сине-зеленых. Вегетативное размножение – одна из форм бесполого размножения.

Б е с п о л о е размножение сопровождается делением протопласта клетки на части и выходом продуктов деления из оболочки материнской клетки. Бесполое размножение происходит посредством спор или зооспор (спор со жгутиками). Они образуются в клетках, не отличающихся по форме от других клеток, или в особых клетках – спорангиях, которые могут иметь другую форму и размеры, чем вегетативные. Главное отличие спорангиев от других клеток заключается в том, что они возникают как выросты обычных клеток и выполняют только функцию образования спор.

Типы спор: 1) апланоспоры – споры, одевающиеся оболочкой внутри материнской клетки; 2) автоспоры – апланоспоры, которые в материнской клетке приобретают подобную им форму. По количеству их в спорангиях различают тетраспоры, биоспоры и моноспоры.

Споры и зооспоры обычно входят в воду через отверстие в стенке спорангия целой группой, окруженные слизистой оболочкой, которая вскоре расплывается.

П о л о в о е размножение заключается в слиянии двух клеток (гамет), в результате чего образуется зигота, вырастающая в новую особь или дающая зооспоры. Типы полового размножения: 1) соединение содержимого двух вегетативных клеток; 2) образование внутри клеток специализированных половых клеток – гамет. Вместилища гамет называются гаметангиями. В зависимости от относительных размеров гамет различают: а) изогамию – гаметы одинаковой формы и величины; б) гетерогамию – женская гамета крупнее мужской, но сходна с нею; в) оогамию – женская гамета (яйцеклетка) лишена жгутиков, неподвижна, значительно крупнее мужской; г) автогамию – особый тип полового процесса, заключающийся в том, что ядро клетки предварительно делится с мейозом на 4 ядра, два из них разрушаются, а оставшиеся два сливаются, вновь образуя диплоидное ядро. Автогамия не сопровождается увеличением числа особей, а лишь их омоложением.

В результате слияния гамет образуется зигота, жгутики отпадают, появляется оболочка. В зиготе происходит слияние двух ядер – она диплоидна.

По условиям существования водоросли можно разделить на две группы: живущие в воде и живущие вне воды.

Водные организмы делятся на планктонные, бентические, перифитонные, нейстонные. Водоросли, живущие вне воды, разделяются на аэрофитон и почвенные.

Сине-зеленые водоросли входят в состав планктона и бентоса пресных вод и морей, живут на поверхности почвы, в горячих источниках с температурой воды до 80 °С, на снегу — в полярных областях и в горах; ряд видов обитает в известковом субстрате («сверлящие водоросли»), некоторые сине-зеленые водоросли — компоненты лишайников и симбионты простейших животных и наземных растений (мохообразных и цикадовых). В наибольших количествах сине-зеленые водоросли развиваются в пресных водах, иногда вызывая цветение воды в водохранилищах, что приводит к гибели рыб.

Водоросли – одни из древнейших организмов, населяющих нашу планету. В прошлые геологические эпохи, как и в настоящее время, водоросли населяли океаны, реки, озера и другие водоемы. Обогатив атмосферу кислородом, они вызвали к жизни разнообразный мир животных и способствовали развитию аэробных бактерий; они явились родоначальниками растений, заселивших сушу, и создали мощные толщи горных пород.

Водоросли, как и высшие растения на суше, – источник органических веществ, продуценты кислорода в водоемах. Вследствие деятельности сине-зеленых водорослей (и других тоже) образуются горные породы. Сверлящие сине-зеленые, разрушая горные породы, участвуют в образовании первичных почв. В комплексе с другими организмами (бактериями, грибами) водоросли принимают участие в процессе самоочищения воды.

Однако, развиваясь в большом количестве, сине-зеленые водоросли могут приводить к «цветению воды», во время которого значительное количество организмов оседает на дно, усиливаются процессы гниения, резко уменьшается количество кислорода и повышается концентрация углекислого газа. Это приводит к летнему замору рыб. «Цветение» резко отражается на водоснабжении (забиваются фильтры, вода приобретает неприятный вкус и запах).

В сельском хозяйстве водоросли используются как органические удобрения (азотофиксирующие сине-зеленые водоросли, их массы собирают во время «цветения» водоемов). Сине-зеленые водоросли обусловливают образование гумуса, улучшают аэрацию почвы, влияют на ее структуру.

Водоросли являются сырьем для получения ценных органических веществ: спиртов, аммиака, лаков, органических кислот и т. п.; йода, каротина, биологически активных веществ. Используются в микробиологической промышленности, космических исследованиях. Морские водоросли используют в пищевой промышленности и при изготовлении различных лекарств.

В санитарной гидробиологии сине-зеленые водоросли используются как индикаторы, показывающие степень загрязнения воды органическими веществами. Водоросли применяют при очистке промышленных вод.

Рассмотрим отдельного представителя отдела сине-зеленых водорослей – анабену (Anabaena Cyanophyta).

Анабена - многоклеточная водоросль. Она живет на почве, и для фотосинтеза ей необходим солнечный свет. Сине-зеленые водоросли неприхотливы и не требуют каких-то особых условий для роста, но водород образуют только тогда, когда в окружающей среде нет кислорода. Поэтому, чтобы получить водород, их выращивают в аргоне. Водоросли при фотосинтезе вместе с водородом выделяют кислород, который мешает образованию водорода. К тому же такой процесс дорог. Поэтому производство водорода обычными сине-зелеными водорослями невыгодно.

Ситуация изменилась, когда на кафедре генетики и селекции биологического факультета МГУ получили штамм РК84, выделявший водород в воздухе. Ученые Института фундаментальных проблем биологии РАН нашли условия (в частности, уровень освещенности), при которых водоросль хорошо росла и давала много водорода. Интересно, что в биореакторе, где росла водоросль, концентрация выделяемого ею кислорода вдвое превысила атмосферную, но это не помешало синтезу водорода. Сотрудники Института фундаментальных проблем биологии РАН, изучив мутантный штамм анабены РК84, заключили, что это пока лучший преобразователь солнечной энергии в энергию водорода.

Ученые считают, что этот штамм анабены можно использовать для получения водорода. Однако, по словам ученых, прежде необходимо изучить, как эта водоросль будет работать в природных условиях, и оценить эффективность, с которой она преобразует энергию света в энергию водорода.

ЛИТЕРАТУРА

«Жизнь растений – водоросли» А.А. Фёдоров, А.Л. Курсанов, Н.В. Циуин, М.В. Горленко, С.Р. Жилин.

«Ботаника» М.Е. Павлова, В.А. Сурков

Москва - Просвещение - 1977 год «Ботанический атлас» Н.А. Монтеверди

«Малая современная энциклопедия» Б.А. Введенский (27 октября 1958 года)

topref.ru

Смотрите также