Файл: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение городского округа Королёв Московской области.doc
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 54
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
конъюгация). При конъюгации клетки двух соседних разнознаковых («+» или «-») нитей соединяются между собой боковыми выростами, образуется копуляционный канал, по которому протопласт одной клетки перетекает в другую и сливается с содержимым последней. Клетка, в которой произошло слияние (зигота), закругляется, отделяется от нити и, одеваясь толстой оболочкой, превращается в зигоспору. Зигоспора перезимовывает и весной проходит мейоз, давая 4 споры, три из которых отмирают, а одна прорастает в молодую нить («+» или «-»). Все стадии, кроме зиготы и зигоспоры, — гаплоидны.[1;2;6]
Спирогира одна из наиболее распространенных водорослей пресных вод всех частей света, встречается также и в солоноватых водах. Спирогира образует большие ватообразные скопления, которые плавают на поверхности воды или стелятся по дну и очень часто встречаются в тине стоячих и текучих вод, в прудах, болотах, канавах, речках, ручьях, бассейнах и т. д.
Вследствие большой величины клеток спирогиры, достигающей у некоторых ее видов до 0,01 мм, вследствие ясности их строения, эта водоросль является одной из наиболее хорошо изученных и служит классическим объектом при изучении анатомии клетки водоросли.
Род разделяется на 2 подрода: Euspirogyra — сливающиеся клетки одинаковы по размеру, копуляционный канал развит — и Sirogonium — сливающиеся клетки различны по размеру, копуляционный канал развит слабо или совсем отсутствует, поэтому клетки сливаются друг с другом непосредственно. Известно около 200 видов спирогир.[1;2;6]
1.6. Улотрикс
Улотрикс (лат. Ulothrix) — род зелёных водорослей Chlorophyta. Обитает в морских и пресных водах, образуя на подводных предметах тину зелёного цвета. Нитчатый тип дифференциации таллома. Хлоропласт постенный в виде пояска, замкнутого или незамкнутого, с несколькими пиреноидами. Ядро одно, но без покраски не видно.[5]
Размножается преимущественно вегетативно четырехжгутиковыми зооспорами. Половой процесс — изогамия (гаметы одинаковых размеров). Некоторым видам свойственен гетероталлизм. Двужгутиковые гаметы образуются в клетках так же как и зооспоры. Они выходят наружу и сливаются.
Зигота после периода покоя прорастает в кодиолум-стадию, куда переходит её ядро. Через некоторое время наступает мейоз, после чего могут быть еще митозы. В результате образуется 4—8 зооспор, прорастающих в новые нити улотрикса. Все стадии, кроме зиготы — гаплоидны.
К улотриксовым относится микроскопическая водоросль — плеврококк, — обитающая на нижней части стволов деревьев или заборов. По нему можно определять стороны света: плеврококк растёт на северной стороне ствола.[3;5;7]
Для оценки возможности использования водорослей в космосе мы исследовали поглощение углекислого газа водорослями, выделение кислорода и возможность применения водорослей в пищу для экипажа космического корабля. Мы взяли из естественных водоёмов нашего города (реки Яуза и Клязьма) образцы хлореллы и спирогиры, в зоомагазине приобрели фукус и улотрикс, через интернет-магазин купили ламинарию и спирулину.
Затем мы подготовили 12 колб. 6 для экспериментальных групп и 6 для контрольных. Затем мы приготовили воду, объёмом 250 мл (ограничением была вместимость колбы), субстрат и высадили водоросли.
Воду для выращивания морских водорослей фукуса и ламинарии мы готовили следующем образом: засыпали искусственную морскую соль для аквариумов марки Tropic Marine, соблюдая пропорцию – 37 г. соли на 1 л. воды.
Для выращивания спирулины мы подготовили воду следующим образом: В 1 литре дистиллированной воды мы растворили 16 грамм гидрокарбоната натрия (сода пищевая), 2 г. нитрата калия, 1 г. поваренной соли, 0,1 г. фосфата аммония, 1 мл крепкого зеленого чая, 0,01 г железного купороса, 0,1 г. сульфата магния, 0,5 г сульфата калия и 0,1 г извести.
Для исследования эффективности поглощения углекислого газа различными водорослями мы поместили по 3 г водоросли каждого вида в 12 колб. Из них 6 колб составляли контрольную группу и 6 колб – экспериментальную. Колбы были помещены в одинаковые условия освещённости и температурные условия.
Через колбы экспериментальной группы пропускали углекислый газ, получаемый при взаимодействии кусочков мрамора с раствором соляной кислоты, а аппарате Кирюшкина.
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2
O
По мере растворения мрамора мы заменяли его на новый и продолжали пропускать углекислый газ через колбы с экспериментальной группой водорослей в течение 10 дней. После чего измерили рН воды и взвесили водоросли. Для исключения влияния случайных факторов эксперимент был проведён трижды. Результаты средних значений представлены в следующей таблице:
Данные таблицы были преобразованы в диаграммы:
Из проведённого эксперимента видно, что наиболее хорошо поглощают углекислый газ хлорелла, спирулина, фукус и спирогира.
Кроме поглощения углекислого газа и возрастания биомассы, очень важной функцией водорослей на космическом корабле является выделение кислорода в результате фотосинтеза. Для определения этого параметра мы подсчитали количество пузырьков кислорода на стенках колб и визуально выделяющихся из сосудов. В процессе этого эксперимента мы применяли методику описанную выше.
Данные таблицы были преобразованы в диаграммы:
Число пузырьков на стенках сосуда:
Число выделившихся пузырьков за 5 минут
Из проведённого эксперимента можно сделать вывод, что использование ламинарии в качестве утилизатора углекислого газа и источника кислорода и пищи для экипажа космического корабля является неэффективным ввиду сложности технологии выращивания, ограниченного объёма для роста водоросли, недостаточного уровня поглощения углекислого газа и выделения кислорода по сравнению с другими видами водорослей.
Также не очень эффективным является использование улотрикса.
Выводы
В результате проведённого исследования можно сделать следующие выводы:
1. Для дальних космических перелётов необходимы водоросли, они эффективно поглощают углекислый газ, образующийся при дыхании экипажа, и также эффективно выделяют кислород, необходимый для жизнедеятельности людей.
2. Водоросли можно употреблять в пищу.
3. Многие водоросли содержат вещества, препятствующие негативному воздействию ионизирующего излучения на клетки живого организма.
Предложения
Поэтому я предлагаю, при дальних межпланетных перелётах наряду с высшими растениями использовать водоросли, которые будут обеспечивать экипаж космического корабля кислородом, необходимыми питательными веществами и защищать клетки от воздействия ионизирующего излучения.
Источники информации
Спирогира одна из наиболее распространенных водорослей пресных вод всех частей света, встречается также и в солоноватых водах. Спирогира образует большие ватообразные скопления, которые плавают на поверхности воды или стелятся по дну и очень часто встречаются в тине стоячих и текучих вод, в прудах, болотах, канавах, речках, ручьях, бассейнах и т. д.
Вследствие большой величины клеток спирогиры, достигающей у некоторых ее видов до 0,01 мм, вследствие ясности их строения, эта водоросль является одной из наиболее хорошо изученных и служит классическим объектом при изучении анатомии клетки водоросли.
Род разделяется на 2 подрода: Euspirogyra — сливающиеся клетки одинаковы по размеру, копуляционный канал развит — и Sirogonium — сливающиеся клетки различны по размеру, копуляционный канал развит слабо или совсем отсутствует, поэтому клетки сливаются друг с другом непосредственно. Известно около 200 видов спирогир.[1;2;6]
1.6. Улотрикс
Улотрикс (лат. Ulothrix) — род зелёных водорослей Chlorophyta. Обитает в морских и пресных водах, образуя на подводных предметах тину зелёного цвета. Нитчатый тип дифференциации таллома. Хлоропласт постенный в виде пояска, замкнутого или незамкнутого, с несколькими пиреноидами. Ядро одно, но без покраски не видно.[5]
Размножается преимущественно вегетативно четырехжгутиковыми зооспорами. Половой процесс — изогамия (гаметы одинаковых размеров). Некоторым видам свойственен гетероталлизм. Двужгутиковые гаметы образуются в клетках так же как и зооспоры. Они выходят наружу и сливаются.
Зигота после периода покоя прорастает в кодиолум-стадию, куда переходит её ядро. Через некоторое время наступает мейоз, после чего могут быть еще митозы. В результате образуется 4—8 зооспор, прорастающих в новые нити улотрикса. Все стадии, кроме зиготы — гаплоидны.
К улотриксовым относится микроскопическая водоросль — плеврококк, — обитающая на нижней части стволов деревьев или заборов. По нему можно определять стороны света: плеврококк растёт на северной стороне ствола.[3;5;7]
-
Экспериментальная проверка
Для оценки возможности использования водорослей в космосе мы исследовали поглощение углекислого газа водорослями, выделение кислорода и возможность применения водорослей в пищу для экипажа космического корабля. Мы взяли из естественных водоёмов нашего города (реки Яуза и Клязьма) образцы хлореллы и спирогиры, в зоомагазине приобрели фукус и улотрикс, через интернет-магазин купили ламинарию и спирулину.
Затем мы подготовили 12 колб. 6 для экспериментальных групп и 6 для контрольных. Затем мы приготовили воду, объёмом 250 мл (ограничением была вместимость колбы), субстрат и высадили водоросли.
Воду для выращивания морских водорослей фукуса и ламинарии мы готовили следующем образом: засыпали искусственную морскую соль для аквариумов марки Tropic Marine, соблюдая пропорцию – 37 г. соли на 1 л. воды.
Для выращивания спирулины мы подготовили воду следующим образом: В 1 литре дистиллированной воды мы растворили 16 грамм гидрокарбоната натрия (сода пищевая), 2 г. нитрата калия, 1 г. поваренной соли, 0,1 г. фосфата аммония, 1 мл крепкого зеленого чая, 0,01 г железного купороса, 0,1 г. сульфата магния, 0,5 г сульфата калия и 0,1 г извести.
-
2.1. Поглощение углекислого газа
Для исследования эффективности поглощения углекислого газа различными водорослями мы поместили по 3 г водоросли каждого вида в 12 колб. Из них 6 колб составляли контрольную группу и 6 колб – экспериментальную. Колбы были помещены в одинаковые условия освещённости и температурные условия.
Через колбы экспериментальной группы пропускали углекислый газ, получаемый при взаимодействии кусочков мрамора с раствором соляной кислоты, а аппарате Кирюшкина.
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2
O
По мере растворения мрамора мы заменяли его на новый и продолжали пропускать углекислый газ через колбы с экспериментальной группой водорослей в течение 10 дней. После чего измерили рН воды и взвесили водоросли. Для исключения влияния случайных факторов эксперимент был проведён трижды. Результаты средних значений представлены в следующей таблице:
| Водоросль | Уровень рН | Биомасса водорослей | ||
| Исходный | После опыта | Исходная | После опыта | |
| Хлорелла | 6 | 7 | 3г | 4,5г |
| Спирулина | 10 | 10 | 3г | 4,2г |
| Фукус | 8 | 8 | 3г | 4,1г |
| Ламинария | 8 | 6 | 3г | 3г |
| Спирогира | 6 | 6 | 3г | 4,2г |
| Улотрикс | 6 | 5 | 3г | 3,6 |
Данные таблицы были преобразованы в диаграммы:
Из проведённого эксперимента видно, что наиболее хорошо поглощают углекислый газ хлорелла, спирулина, фукус и спирогира.
-
2.2. Выделение кислорода
Кроме поглощения углекислого газа и возрастания биомассы, очень важной функцией водорослей на космическом корабле является выделение кислорода в результате фотосинтеза. Для определения этого параметра мы подсчитали количество пузырьков кислорода на стенках колб и визуально выделяющихся из сосудов. В процессе этого эксперимента мы применяли методику описанную выше.
| Водоросль | Число пузырьков на стенках сосуда | Число выделившихся пузырьков за 5 минут | ||
| Эксперимен- тальная группа | Контрольная группа | Эксперимен- тальная группа | Контрольная группа | |
| Хлорелла | 21 | 17 | 7 | 3 |
| Спирулина | 21 | 18 | 7 | 4 |
| Фукус | 19 | 17 | 7 | 5 |
| Ламинария | 8 | 5 | 2 | 0 |
| Спирогира | 20 | 13 | 5 | 2 |
| Улотрикс | 15 | 8 | 3 | 1 |
Данные таблицы были преобразованы в диаграммы:
Число пузырьков на стенках сосуда:
Число выделившихся пузырьков за 5 минут
Из проведённого эксперимента можно сделать вывод, что использование ламинарии в качестве утилизатора углекислого газа и источника кислорода и пищи для экипажа космического корабля является неэффективным ввиду сложности технологии выращивания, ограниченного объёма для роста водоросли, недостаточного уровня поглощения углекислого газа и выделения кислорода по сравнению с другими видами водорослей.
Также не очень эффективным является использование улотрикса.
-
2.3. Возможность использовать в пищу. -
Как было сказано выше, водоросли имеют ряд преимуществ перед высшими растениями в плане их использования в качестве источника пищи для космонавтов при дальнем космическом перелёте. Они быстро увеличивают свою биомассу и содержат большое количество необходимых человеку веществ. Недостатком является тот факт, что клеточные оболочки многих водорослей не разрушаются пищеварительными ферментами человека, и питательные вещества из водорослей не могут быть усвоены. Однако, специальная обработка растительного материала позволит решить эту проблему. Водоросли можно сильно измельчить и использовать как отдельный источник пищи или как приправа к другим блюдам. В настоящее время я работаю над разработкой рецептов блюд из водорослей, которые можно было бы приготовить в условиях дальнего космического перелёта.
Выводы
В результате проведённого исследования можно сделать следующие выводы:
1. Для дальних космических перелётов необходимы водоросли, они эффективно поглощают углекислый газ, образующийся при дыхании экипажа, и также эффективно выделяют кислород, необходимый для жизнедеятельности людей.
2. Водоросли можно употреблять в пищу.
3. Многие водоросли содержат вещества, препятствующие негативному воздействию ионизирующего излучения на клетки живого организма.
Предложения
Поэтому я предлагаю, при дальних межпланетных перелётах наряду с высшими растениями использовать водоросли, которые будут обеспечивать экипаж космического корабля кислородом, необходимыми питательными веществами и защищать клетки от воздействия ионизирующего излучения.
Источники информации
-
Боголюбов С.А. «Экология» М.: Знание, 1997 -
Костенко О.К. «Экология» М.: Аквариум, 1997 -
Новиков Ю.В. «Экология, окружающая среда и человек» М.: Гранд, 1998 -
http:// bioecolog.ru -
http://ByGreenBizon.ru -
http://astraltravel.ru -
http://knowledge.allbest.ru/biology