Конспект уроку: Ціанобактерії

Дайте визначення поняттю «прокаріоти». Що таке фотосинтез?

Коли біля Ісландії в результаті виверження вулкана виник новий острів, то найпершими на ньому заселилися ціанобактерії. Якщо у зоопарку побачите білого ведмедя з зеленуватою «шубою», тоді знайте: в порожнинах хутра й між ними заселилися колонії ціанобактерій. Вони зберігають свою життєздатність як і серед вічної криги в Антарктиді, так і у гарячих джерелах Камчатки. Знаходять їх навіть у атомних реакторах, в ванних кімнатах, де велика кількість дезінфекційних засобів і на асфальті.

Вкажіть які ж особливості забезпечують ціанобактеріям подібну високу пристосованість до різноманітних умов довкілля?

Одноклітинні, колоніальні і нитчасті без'ядерні організми, котрі мають здатність до фотосинтезу та застосування атмосферного азоту, відносяться до ціанобактерій.

В них, як й у бактерій, відсутні: ядро, переважна більшість органел клітини т.п.. Вони отримали зелені і сині пігменти, дякуючи котрим здійснюється фотосинтез. За тином живлення неподалік ціанобактерій являються автотрофами. Окремі ціанобактерії мають здатність фіксувати і використовувати для формування власних речовин азот з повітря. Ціанобактерії розмножуються поділом клітини навпіл.

Ціанобактерії отримали різне окрашення й мешкають в найрізноманітніших умовах по усій земній кулі. Їх звуть «піонерами» у освоєнні нових територій. Першими вони оселяються на згарищах, залізобетонних огорожах, асфальті, в відпрацьованих атомних реакторах т.п.

Рис. 1. Різноманітність ціанобактерій

Ціанобактерії у природі приймають участь у освоєнні нових місць життя, у утворенні грунту і атмосферного кисню. Вони для людини отримали як позитивну (так наприклад, їх приймають у поживу), так й негативну (зумовлюють «цвітіння» води) роль.

Будова та життєдіяльність ціанобактерій

Клітина ціанобактерій вкрита оболонкою, навколо котрої с слизова капсула, що здійснює захисну га рухову функції. Цитоплазма складається з двох шарів: фотосинтезуючий й спадковий. Зовнішній фотосинтезуючий шар містить пігменти, котрі здійснюють фотосинтез. В центрі клітини розміщена спадкова речовина. Ще являється вакуоля з запасними речовинами і так названі «газові вакуолі», які заповнені азотом. Дякуючи їм вся маса водоростей може спливати на поверхню, поближче до променів сонця.

Рис. 2. Будова клітини ціанобактерії (синьо-зеленої водорості)

Окрашення ціанобактерій визначається зеленими й особливими синіми пігментами. Дякуючи такому набору фотосинтезуючих пігментів ціанобактерії заселяють навіть глибокі печери, в яких вдовольняються слабкими проблисками світла. В даних організмів, як та у рослин, фотосинтез супроводжується виділенням кисню, а фотосинтезуючі бактерії кисень не виділяють. Ціанобактерії за своїм типом живлення являються автотрофами. Для значної кількості видів притаманний мішаний тип живлення, так за наявності світла організми фотосинтезують, а за його відсутності - вбирають із довкілля вже готові органічні речовини. Ціанобактерії позбавлені джгутиків та війок, однак усе ж мають здатність перемішуватися. Вони здатні ковзати опорною поверхнею, обертаючись навколо довгої осі в результаті виділення слизу. На відміну від рослин та більшості бактерій, ціанобактерії мають здатність до азотфіксації. Його фіксація здійснюється у гетероцистах досить великих клітинах, котрі формуються у нитчастих форм. Розмножуються ціанобактерії, як й бактерії, розподілом клітин навпіл чи частинами колоній. Розподіл ниток на частини відбувається за участю гетероцнст, по котрих здійснюється розрив.

Рис. 3. Ціанобактерія анабена із гетеро цистою

Таким чином, найхарактернішими особливостями ціанобактерій являється будова клітини, здатність здійснювати фотосинтез і азотфіксацію.

Розповсюдження ціанобактерій

До ціанобактерій відносять біля 2000 видів, поширених в вологому ґрунті, в поверхневих шарах морських й прісних водойм. Вони здатні існувати на голих скелях та у пустелях, в гарячих джерелах при температурі 85 С та у замерзлих водоймах під товщою криги. Вони першими заселяються на згарищах, на вулканічних островах т.п. Ціанобактерії нерідко створюють скупчення в формі кущиків, кірки чи щільної маси, площа котрої здатний сягати декількох сотень квадратних метрів та до 1 метра завтовшки. Колонії й нитки формуються після того, як поділилися клітини ціанобактерій , однак не розійшлися, адже оболонка укрита слизом. Ціанобактерії нерідко вступають в взаємовигідне співіснування із водоростями, папоротями, мохами, грибами іі тваринами. Поширенню значної кількості ціанобактерій викликає і те, що вони мають здатність сформовувати стійкі до висихання «спор». У Україні найзвичайнішими представниками ціанобактерій являється носток, анабена т.п.

Таким чином, головними умовами, що забезпечують розповсюдження ціанобактерій е наявність в середовищі життя світла, води для фотосинтезу й кисню для дихання та молекулярного азоту для здійснення азотфіксації.

Значення ціанобактерій в природі й житті людини

Ціанобактерії - це найдавніші організми поміж тих, що мають здатність виділяти кисень. Вони сприяли підвищенню у первісній атмосфері умісту кисню, що можливим зробило життя на планеті грибів, рослин та тварин. Відмираючи, вони приймають участь в створенні гірських порід й ґрунтів.

Але ціанобактерії здатні завдавати природі і людині значних збитків. Також, масове скупчення ціанобактерій із мікроскопічними водоростями неподалік поверхні води зумовлює «цвітіння». В звязку з цим вода забарвлюється у синьо-зелений чи коричневий колір й набуває болотного запаху, який спричиний процесами гниття. В воді виникають отруйні речовини та зменшується кількість кисню, внаслідок чого вмирає риба і інші водні мешканці. «Цвітіння» води зараз являється справжньою екологічною проблемою, адже в водойми потрапляє все більше стоків, шкідливих речовин із полів т.п.. Запобіжні заходи усім відомі: не дозволяється будувати біля річок і озер склади мінеральних добрив й отрутохімікатів, викошувати очерет, мити в водоймах машини т.п. Окремі ціанобактерії людина приймає у поживу. Так наприклад, носток споживають в Китаї й Японії, а спіруліну - місцеве населення у районі озера Чад в Африці. З спіруліни своєрідні харчовий білок (спірулін), котрий застосовують як додаток в їжу. Ціанобактерії на плантаціях рису застосовують як добриво дякуючи здатності їхня до азотфіксації (так наприклад анабена у співіснуванні із папороттю азолою).

Таким чином, в природі й у житті людини ціанобактерії отримали як позитивне, так й негативне значення.

1. Що таке ціанобактерії?

2. Назвіть найзагальніші ознаки ціанобактерій.

3. Які організми належать до ціанобактерій?

4. Де вони поширені?

5. Яке значення ціанобактерій у природі?

6. Яке значення ціанобактерій для людини?

7. Що забезпечує ціанобактеріям високу пристосованість до умов довкілля?

8. Чим зумовлена різноманітність ціанобактерій?

9. Що таке «цвітіння» води?

10. Яке значення азотфіксації для ціанобактерій?

11. Порівняйте життєдіяльність ціанобактерій з іншими групами бактерій.

12. Яка роль ціанобактерій у масовій загибелі риби, якщо у водоймі, де це сталося, спостерігалося «цвітіння» води?

- прочитати параграф,

- дати відповідь на запитання,

- інше.

За підручником Біологія 7 клас. Соболь В.