Отдел сине-зеленые водоросли

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ им. И.И. МЕЧНИКОВА 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

на  тему:

«Отдел  сине-зеленые водоросли» 

                                                                                                             Выполнил

                                                                                                          cтудент IV курса (з/о)

                                                                                                          Биологического факультета.

                                                                                                          Райковский Андрей  
 
 

Одесса

2010

План 
 

   1. Строение сине-зеленых водорослей

   2. Размножение 

   3. Распространение в природе 

   4. Роль  их в природе, хозяйственное  значение 

   5. Сине-зеленая  водоросль Anabaena Cyanophyta 

   6. Литература 
 
 

        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:

6CO2+12H2O (((( 

             C6H2O6+6H2O+2815680 Дж

       Из уравнения видно, что на  каждые 6 грамм-молекул углекислоты  и воды синтезируется грамм-молекула глюкозы (C6H2O6), 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  изапах).

        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.