Решебник по биологии 7 класс Суматохин. Углубленный §23

В пресных водоёмах почти не встречаются бурые водоросли (они преимущественно морские).

Наблюдение: На срезах видны клетки таллома, которые не образуют сосудистой системы (настоящих проводящих тканей).

Наблюдение: Изучены органы размножения фукуса (например, контейнеры с половыми клетками).

Выводы:

1. Бурые водоросли имеют многоклеточный таллом, способный достигать больших размеров (например, ламинария).

2. Их клетки содержат жёлто-бурые пигменты (фукоксантин).

3. Водоросли имеют приспособления к условиям среды: ризоиды (прикрепление) и воздушные пузыри (поддержание в вертикальном положении).

Бурые водоросли обитают преимущественно в прибрежных зонах морей на глубине до 100 м. Имеют многоклеточное строение с разнонитчатым талломом (слоевищем), прикрепляющимся ризоидами.

Клетки бурых водорослей имеют двухмембранные хлоропласты, содержат хлорофилл и жёлто-бурые пигменты. Их клеточные стенки покрыты целлюлозой и пектином (альгиновые кислоты).

Ризоиды (нитеобразные выросты таллома) выполняют функцию прикрепления водоросли к твёрдому грунту (субстрату).

Ризоиды нельзя назвать корнями, потому что они служат только для прикрепления и не выполняют функцию поглощения воды и минеральных веществ из почвы, как настоящие корни высших растений.

Таллом ламинарии имеет форму длинной ленты, растущей на коротком стволике.

Таллом фукуса имеет плоский, ремневидный, сильно рассечённый таллом с воздушными пузырями.

Бурые водоросли приливно-отливной зоны моря (например, фукус) не высыхают во время отлива, потому что их клеточные стенки сильно ослизняются (содержат много соединений альгиновой кислоты), что предохраняет таллом от легкого высыхания и помогает удерживать влагу.

Общая характеристика бурых водорослей:

Бурые водоросли — это многоклеточные организмы с разнонитчатым талломом, обитающие преимущественно в морских водах. Они содержат жёлто-бурые пигменты (фукоксантин) и размножаются вегетативно, бесполым и половым путём.

Отличия от других водорослей:

1. Пигменты: Наличие фукоксантина, придающего им жёлто-бурый цвет.

2. Клеточная стенка: Содержит альгиновые кислоты (пектин), обеспечивающие сильное ослизнение.

3. Образ жизни: Большинство являются крупными морскими организмами, прикреплёнными ризоидами.

Цель эксперимента: Доказать, что водоросли в процессе фотосинтеза выделяют кислород.

Материалы: Ветви водной водоросли (например, элодеи), химическая воронка, пробирка, сосуд с водой, источник света (лампа).

Ход эксперимента:

1. Поместить ветви водоросли в сосуд с водой.

2. Накрыть водоросли химической воронкой, перевёрнутой вверх дном.

3. Надеть на трубку воронки перевёрнутую пробирку, наполненную водой.

4. Поставить сосуд под яркий свет (или на солнце).

5. Наблюдать, как водоросли начнут выделять пузырьки газа, которые будут скапливаться в пробирке, вытесняя воду.

6. Доказательство: Собранный газ можно проверить тлеющей лучинкой: лучинка вспыхнет, что доказывает наличие кислорода.

Ламинария лучше растёт в бухтах поблизости от городов, потому что сточные воды городов (частично очищенные или неочищенные) часто содержат большое количество минеральных солей (нитратов и фосфатов).

Объяснение: Эти соли являются питательными веществами для водорослей. Избыток минеральных веществ стимулирует интенсивный рост ламинарии.

Значение в природе:

1. Продуценты: Являются основным поставщиком органического вещества в прибрежных экосистемах морей и океанов.

2. Среда обитания: Крупные заросли бурых водорослей (подводные «леса») служат убежищем, кормом и местом размножения для многих морских животных.

Значение в жизнедеятельности человека:

1. Пища: Используются в пищу (ламинария — «морская капуста»).

2. Промышленность: Получение йода, альгиновой кислоты и пектина.

3. Медицина: Используются для получения кровоостанавливающих и противоопухолевых препаратов.

4. Сельское хозяйство: Используются как удобрения и кормовые добавки для животных.

Клеточные стенки бурых водорослей сильно ослизняются, потому что они содержат много соединений альгиновой кислоты (пектина), которые способны связывать и удерживать воду. Это защищает водоросли от высыхания (например, во время отлива) и механических повреждений.

У крупных бурых водорослей отсутствует сосудистая система (как у высших растений), потому что их тело — таллом (слоевище) — полностью омывается водой. Вода и питательные вещества поглощаются всей поверхностью тела, и нет необходимости в сложной проводящей системе для их доставки.

Наибольшее анатомическое и морфологическое расчленение таллома характерно для тех бурых водорослей, которые прикреплены ко дну и должны выдерживать течение и большой размер (например, крупные ламинарии), и для тех, которые образуют воздушные пузыри для вертикального положения в воде (например, фукус).

Роль водорослей в эволюции биосферы фундаментальна:

1. Изменение атмосферы: Древние водоросли (в частности, цианобактерии) были первыми фотосинтезирующими организмами, которые накопили кислород в атмосфере, сделав возможным появление аэробного дыхания и высших форм жизни.

2. Происхождение растений: Зелёные водоросли являются предками всех высших растений, которые впоследствии освоили сушу.

3. Продуценты: Водоросли являются основными продуцентами органического вещества в водных экосистемах, поддерживая всю пищевую цепь океанов и морей.

На свету водорослям необходимы следующие вещества для осуществления фотосинтеза и жизнедеятельности:

1. Неорганические вещества: Вода (H₂O) и углекислый газ (CO₂).

2. Минеральные соли: Соединения азота (нитраты, аммоний) и фосфора (фосфаты), а также микроэлементы.

3. Хлорофилл (пигмент) для поглощения световой энергии.

Гипотезы, объясняющие различные массы водорослей:

1. Концентрация питательных веществ: Высокая масса водорослей в Азовском море (270 кг/м³) связана с высокой концентрацией биогенных элементов (нитратов, фосфатов) из-за большого стока рек и загрязнения. В мелководных прудах (2–7 кг/м³) концентрация веществ, вероятно, ниже или лимитирована.

2. Температура и свет: В Арктических морях (14 кг/м³) масса выше, чем в прудах, за счёт подъёма питательных веществ с глубины (апвеллинга), хотя лимитирована низкой температурой и малым количеством света.

3. Глубина: Мелководные пруды имеют меньший объём воды и быстрее прогреваются, что может приводить к самоочищению (гибели) части водорослей из-за высокой температуры и дефицита ресурсов.

Больше корма будет у рыбы, которая питается мелкими планктонными рачками (пожирателями водорослей).

Объяснение: Эта рыба находится на более высоком трофическом уровне (консумент второго порядка). Планктонные рачки являются более крупной и концентрированной пищей, чем водоросли. Кроме того, водоросли составляют первое звено пищевой цепи (продуценты), и их масса часто недоступна полностью для поедания рыбами.

План работы по производству водорослей:

1. Выбор вида: Выбрать съедобный вид нитчатой водоросли, обладающий высокой скоростью роста и устойчивостью.

2. Условия культивирования: Определить оптимальную температуру, освещённость и pH для данного вида.

3. Питательная среда: Разработать и подготовить питательный раствор (минеральные соли, CO₂).

4. Культивирование: Внести чистую культуру водоросли в выбранные сосуды (бассейны).

5. Сбор урожая: Разработать метод сбора и обработки биомассы (сушка, консервация).

Дополнительная информация:

1. Оптимальный состав питательной среды и необходимая концентрация CO₂ для максимального роста.

2. Степень токсичности или наличие побочных продуктов у выбранного вида.

3. Технологии освещения и контроля температуры в выбранных сосудах.

Для выращивания нитчатых водорослей следует выбрать горизонтальные, открытые (или закрытые, но прозрачные) бассейны или прозрачные трубчатые фотобиореакторы.

Обоснование: Это обеспечит максимальный доступ света и большую площадь поверхности для роста нитчатой водоросли, а также облегчит сбор урожая.

1. Расселение: Внести в сосуды чистую культуру водорослей (стартовую биомассу), обеспечив равномерное распределение.

2. Подкормка: Осуществлять подачу питательного раствора (солей) и CO₂ (например, в ночное время, когда CO₂ не потребляется фотосинтезом) по графику, поддерживая оптимальную концентрацию.

3. Сбор урожая: Использовать механическое фильтрование или осаждение водорослей с последующим отделением и сушкой биомассы.