Урок 14 Хламидомонада, хлорелла - одноклеточные растения (среды обитания, процессы жизнедеятельности, строение, роль в природе).
Водоросли – самые древние растения на нашей планете. Мир водорослей огромен и разнообразен по формам. Преобладающее большинство из них живёт в пресной и солёной воде. Некоторые произрастают в наземно-воздушной среде, располагаясь на стволах деревьев, каменных стенах, на поверхности почвы и даже снега и льда. Многие живут в почве и в сточных водах городских канализаций.
Облик этих растений необычен: у них нет ни стебля, ни листьев, ни корней. Многие связывают их жизнь с водой, но они живут и на суше: на поверхности почвы, в её толще, на деревьях, скалах, в пещерах и даже в городах – на тротуарах, влажных стенах зданий, крышах, в снегу... это – водоросли.
Водоросли – древнейшая группа низших одноклеточных и многоклеточных растений, содержащих хлорофилл и вырабатывающих органические вещества в процессе фотосинтеза. Водоросли появились на Земле в протерозое – примерно 2,7 млрд. лет назад. Они играют важную роль в природе: образуют органические вещества, участвуют в круговоротах кальция и кремния, очищают воду; продукты жизнедеятельности водорослей разрушают скалы, способствуя образованию почв.
Водоросли от других растительных организмов отличаются следующими признаками:
· живут главным образом в воде;
· не имеют вегетативных органов;
· органы размножения одноклеточные;
· окраска разнообразная.
Рассмотрим одноклеточные водоросли.
Микроскопические водоросли входят в состав планктона. Эти мельчайшие организмы плавают в тонком поверхностном слое воды и перемещаются с течениями. Фитопланктон (водоросли) вырабатывает органические вещества, за счёт которых существует остальной живой мир водоёмов.
Строение
· Клетка хламидомонады имеет грушевидную форму.
· На переднем вытянутом конце находятся два жгутика (обеспечивают передвижение).
· Снаружи клетка покрыта оболочкой, под которой находятся цитоплазма, ядро с ядрышком и чашевидный хлоропласт (хроматофор – фотосинтезирующие тельца).
· В передней части расположены светочувствительный глазок - стигма (воспринимает свет) и пульсирующие вакуоли (служат для выделения избытка воды).
· На свету в процессе фотосинтеза образуется сахар (из него – крахмал, образуя крахмальные тельца).
Размножение
Бесполое размножение
При бесполом размножении хламидомонада:
· Останавливается. Теряет жгутики (1).
· Её содержимое делится на 4 части (2).
· Каждая часть образует жгутики и собственную оболочку (2).
· Образовалось 4 клетки-споры или зооспоры, выполняющие функцию расселения.
· Оболочка материнской клетки разрывается, и маленькие хламидомонады выплывают в воду (3).
· Поплавав в воде некоторое время, клетки дорастают до размеров материнской (4) и вновь приступают к бесполому размножению (1-4).
Половое размножение
При половом размножении хламидомонады:
· В материнской клетке образуются двужгутиковые гаметы (1, 2).
· Выходят из оболочки материнской клетки (3).
· Сливаются попарно с другими особями (4, 5).
· Образуется зигота, покрытая плотной оболочкой, и зимует (6).
· Весной благоприятные условия дают возможность зиготе делиться. В результате чего образуются 4 хламидомонады (7).
· Молодые хламидомонады питаются, растут до материнских размеров (1, 8).
Таким образом:
Питание
Питание водорослей данной группы может быть как автотрофное, так и гетеротрофное. Так, в условиях достаточной освещенности в процессе фотосинтеза поглощается солнечная энергия, и синтезируются органические вещества в клетке водоросли. Наиболее благоприятные условия для фотосинтеза хламидомонада находит с помощью глазка, постоянно передвигаясь. При недостатке света водоросль способна всасывать растворенные в воде органические вещества через клеточную стенку, переходя на гетеротрофный тип питания.
Значение
Хламидомонады, наряду с другими зелеными водорослями, могут
ü провоцировать «цветение» воды, иногда снега.
ü Водоросли данного рода используются в очистных сооружениях, поскольку обладают способностью поглощать органические вещества, растворенные в воде.
ü Хламидомонада является объектом исследования в генетических и биологических лабораториях, благодаря сравнительной простоте поддержания клеточной культуры.
ü Эту водоросль также применяют для определения токсичности загрязненной воды.
ü Звено в цепи питания.
Хлорелла – род одноклеточных растений из отдела зеленых водорослей. Этот род объединяет около 20 видов, причем в странах СНГ встречается около 10 видов. Наиболее известна и широко распространена Chlorella vulgaris, образующая огромные скопления в воде грязных луж, канав и прудов.
Представители данного рода распространены повсеместно, так как нетребовательны к условиям окружающей среды и интенсивно размножаются. Быстро развиваются как в соленых, так и в пресных водоемах, а также в обильно увлажненной почве.
Строение
Клетки хлореллы одиночные, имеют шаровидную или эллипсоидальную форму, диаметр не превышает 15 мкм. Этот неподвижный микроорганизм имеет тонкую гладкую целлюлозную оболочку. В клетке находится одно ядро и только один хлоропласт, расположенный пристеночно. В цитоплазме запасаются такие продукты, как жиры и крахмал.
Питание
Хлорелла, как и другие зеленые водоросли, способна синтезировать органические вещества в процессе фотосинтеза. Для этого необходимы только вода, углекислый газ и достаточная освещенность. Также у водорослей данной группы есть потребность в небольшом количестве минералов для размножения.
Размножение
Характерно исключительно бесполое размножение, которое осуществляется делением клетки на 4-8-16 равных частей - автоспор. Эти вновь образованные клетки после исчезновения материнской оболочки оказываются свободными, быстро увеличиваются в размерах и через короткий промежуток времени снова делятся.
Значение
v Хлорелла способна чрезвычайно быстро накапливать биомассу при выращивании, благодаря чему, этот микроорганизм стал наиболее востребованным объектом культивирования и исследования.
v Представители данного рода зеленых водорослей используются для экспериментальных исследований в замкнутых экологических системах жизнеобеспечения. При жизнедеятельности хлорелл выделяется большое количество кислорода в процессе фотосинтеза, что нашло применение для регенерации воздуха в замкнутых пространствах, к примеру, в космических кораблях, подводных лодках.
v Ведутся исследовательские работы с целью использования хлорелл как вероятного источника пищи, однако сложность состоит в том, что все питательные вещества водорослей покрыты прочной оболочкой, которую не способны разрушить пищеварительные ферменты человека.
v Также следует отметить важное значение этих водорослей для биологической очистки сточных вод.
Домашнее задание
1. Выучить конспект
2. Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика хламидомонады и хлореллы»
Вопросы для сравнения | Хламидомонада | Хлорелла |
Форма клетки Жгутики (+,-) Ядро (+,-) Оболочка (+,-) Цитоплазма (+,-) Форма хлоропласта Стигма (+,-) Сократительная вакуоль (+,-) Запасное вещество | ||
Тип питания | ||
Среда обитания | ||
Половое размножение (+,-) | ||
Бесполое размножение (+,-) |
«
