Сине-зеленые водоросли
Другие рефераты
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
водосн
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
