КОНТРОЛЬНА РОБОТА
на тему:
“Значення бактерій у природі та господарській діяльності.
Загальна характеристика нижчих рослин – водоростей. Особливості біології
зелених водоростей. Особливості біології діатомових червоних та бурих
водоростей. Значення водоростей у природі та для людини
ПЛАН
1. Значення бактерій у природі та господарській діяльності
2. Загальна характеристика нижчих рослин – водоростей
3. Особливості біології зелених водоростей. Особливості біології
діатомових червоних та бурих водоростей.
Значення водоростей у природі та для людини
Список використаної літератури
1. Значення бактерій у природі та господарській діяльності
Важлива роль багатьох видів бактерій зумовлена їх участю у процесах
гниття та різних типів бродіння, тобто у виконанні санітарної ролі на
Землі. Бактерії також мають велике значення у колообігу вуглецю, кисню,
водню, азоту, фосфору, сірки, кальцію та інших елементів.
Багато видів.бактерій сприяють активній фіксації атмосферного азоту і
переводять його в органічну форму, що підвищує родючість грунтів.
Особливо велике значення мають бактерії, що розкладають целюлозу й
пектинові речовини, які є основним джерелом вуглецю для життєдіяльності
мікроорганізмів грунту.
Сульфатредукуючі бактерії беруть участь в утворенні нафти і сірководню в
лікувальних грязях, грунтах і морях.
Так, насичений сірководнем шар води в Чорному морі є результатом
життєдіяльності сульфатредукуючих бактерій. Діяльність цих бактерій у
грунтах призводить до утворення соди і содового засолювання грунтів.
Сульфатредукуючі бактерії переводять поживні речовини в грунтах рисових
плантацій у форму, доступну для коренів цієї культури. Ці бактерії
можуть спричинювати корозію металевих підземних і підводних споруд.
Завдяки життєдіяльності бактерій грунт звільняється від багатьох
шкідливих продуктів і насичується цінними поживними речовинами.
Бактерійні препарати успішно використовують для боротьби з багатьма
видами комахшкідників (кукурудзяним метеликом та ін.).
Багато видів бактерій використовують у різних галузях промисловості для
добування ацетону, етилового й бутилового спиртів, оцтової кислоти,
ферментів, гормонів, вітамінів, антибіотиків, білкововітамінних
препаратів тощо.
Завдяки успіхам генної інженерії нині з’явилась можливість широко
використовувати кишкову паличку для вироблення інсуліну, інтерферону, а
водневі бактерії — для одержання кормового й харчового білків. Без
бактерій неможливі процеси дублення шкіри, сушіння листків тютюну,
виготовлення шовку, каучуку, оброблення какао, кави, мочіння конопель,
льону та інших лубоволокнистих рослин, квашення капусти, очищення води,
вилужування металів тощо.
Вивчення генетики бактерій та інших мікроорганізмів має дуже важливе як
теоретичне, так і практичне значення для спрямованої селекції
високопродуктивних штамів, які останнім часом почали широко
застосовуватися в різних галузях народного господарства. Використання в
селекції мікроорганізмів методів природного добору, індукованого
мутагенезу, популяційної мінливості, клонування, гібридизації соматичних
клітин тощо дало можливість одержати високопродуктивні штами
мікроорганізмів. Останні знайшли широке застосування в мікробіологічній
промисловості для виробництва кормового білка, амінокислот, ферментів,
вітамінів, антибіотиків, бактеріальних добрив, засобів захисту рослин,
анатоксинів, лікувально-профілактичних препаратів — вакцин,
інтерферонів, гормонів, інтер-лейкінів та ін. Наприклад, з індукованих
мутантів із наступною селекцією їх було одержано штами — продуценти
амінокислот, продуктивність яких у 100 разів вища від такої у вихідних
штамів. Продуцент лізину дає в 300-400 разів більший вихід цієї
незамінної амінокислоти, ніж природний штам.
Багатонадійні перспективи для сільського господарства, біології та
медицини й інших галузей народного господарства відкриваються у зв’язку
з розробкою і вдосконаленням методів генної і клітинної інженерії, за
допомогою яких експериментальне доведена можливість передачі не тільки
природних генів, а й штучно синтезованих, які кодують синтез
різноманітних біологічно активних сполук. Наприклад, ще в перших
дослідах з генної інженерії, проведених у 1973 p., було введено за
допомогою фага в геном Е.соїі ген LIG, який контролює синтез лігази.
Внаслідок цього вміст лігази в кліти-нах-реципієнтах збільшився в 500
разів. Тепер у клітини кишкової палички клоновані і функціонують гени
інтерферонів, гормону росту, інсуліну та ін. За допомогою клонованих
штамів Е.соїі одержують препарати інтерферону, інсуліну і соматотропіну.
Є також дані про те, що успішно функціонують клоновані у бактерії гени
вірусів грипу, гепатиту В, герпесу, ген білка оболонки вірусу ящуру, що
в найближчий час дозволить розробити технологію виробництва молекулярних
вакцин без баластних білків.
Останнім часом інтенсивно вивчаються методи трансплантації генів за
допомогою плазмід, які ще часто називають «генною інженерією в природі».
Вони відіграють велику роль у передачі генетичного матеріалу між
бактеріями, які належать навіть до віддалених філогенетичних груп.
Плазміди є фактично каналом генетичної комунікації в бактеріальному
світі. Наприклад, методами генної інженерії було зроблено пересадку гена
nif з азотфіксуючої бактерії в неазотфіксуючу, і остання набула
властивості фіксувати молекулярний азот. Тепер ведуться роботи з
перенесення генів від бактерій до клітин вищих рослин.
В лабораторних умовах одержано рекомбінантні плазміди, які містять гени
двох різних бактерій, бактерій і вірусів, бактерій і рослин, бактерій і
тварин, бактерій і людини. Дуже важливим є те, що такі рекомбінантні
плазмід й, інтродуковані в бактеріальні клітини, дали експресію.
Особливої ваги набувають нині методи одержання енергії та переробки
відходів промисловості і сільського господарства з метою одержання
цінних біопродуктів і захисту біосфери від забруднення за допомогою
мікроорганізмів. Мікробіологічна наука і мікробіологічна індустрія
можуть зробити помітний внесок у розв’язання енергетичних проблем, які
пов’язані зі значним зменшенням запасів нафти і вугілля на нашій
планеті.
Відомо, що поверхня Землі щорічно отримує таку кількість сонячної
енергії, яка в тисячі разів перевищує рівень виробленої у світі енергії
з паливних ресурсів, що видобуваються. Сучасне вирощування рослин
використовує фотосинтез із ККД запасання фотосинтетичне активної
радіації (ФАР) в урожаї на рівні 0,1-0,5 %. У XXI ст. інтенсифікація
рослинництва має забезпечити ККД агрофітоценозів приблизно до 3—5 % ФАР.
Мікроорганізми здатні трансформувати сонячну енергію в хімічну з ККД до
15-18 %, що свідчить про набагато вищу ефективність цього процесу в
мікроорганізмів порівняно з вищими рослинами.
У США, Німеччині, Індії, КНР, Англії та в інших країнах здійснюється
мікробіологічна переробка гною і різних побутових та
сільськогосподарських відходів на біогаз. Це відбувається шляхом
метанового бродіння в анаеробних умовах. У спеціальних газових
установках метаноутворюючі бактерії перетворюють до 95 % вуглецю
органічного субстрату на метан. Одержуваний на очисних спорудах біогаз в
Англії використовують для освітлення вулиць уже протягом десятків років.
У США біля 2 % енергії одержують внаслідок переробки міських відходів на
біогаз.
Останніми роками проводяться також інтенсивні дослідження з розробки
мікробіологічних методів одержання рідких нафтоподіб-них продуктів —
рідких вуглеводнів і гліцеролів із біомаси мікроскопічних водоростей.
Виявлено понад 100 видів фототрофних мікроорганізмів, які мають
здатність утворювати водень внаслідок розщеплення води, а як вважають,
водень є найперспективнішим екологічно чистим паливом майбутнього.
Не применшуючи значення класичної селекції та генної інженерії,
необхідно зазначити, що сьогодні народжується принципово новий
перспективний напрямок повністю безклітинної біотехнології —
використання в біотехнологічних процесах не живих клітин, а заміна їх
біореакторами, в яких вибірковий синтез будь-яких заданих продуктів
здійснюється за допомогою безклітинних систем, які містять лише
необхідний набір очищених клітинних компонентів.
Розшифрування геному людини поки що взагалі важко оцінити. Цю подію
прирівнюють до розщеплення атомного ядра або польоту в Космос.
Відкриваються перспективи вирощування органів для трансплантації,
клонування тварин і людини, створення принципово нових трансгенних
організмів, розробки методів боротьби з хворобами, які раніше вважалися
невиліковними.
2. Загальна характеристика нижчих рослин – водоростей
Водорості — велика група найдавніших рослин. Будова їхнього тіла і
розміри характеризуються значною різноманітністю. Існують одноклітинні,
багатоклітинні і колоніальні форми мікроскопічних розмірів (від тисячних
часток міліметра), а також форми з різною будовою слані, що досягають
30—45 м.
Водорості — єдина група організмів, серед яких зустрічаються прокаріоти
(синьозелені) і еукаріоти (решта відділів). В ядрах еукаріотних
водоростей виявлені структури, властиві ядрам інших еукаріотів:
оболонки, ядерний сік, ядерця, хромосоми.
Загальною ознакою всіх водоростей є наявність хлорофілу. Крім хлорофілу
водорості можуть містити й інші пігменти (фікоціан, фікоеритрин,
каротин, ксантофіл, фікосантин). Ці пігменти надають водоростям
червоного, бурого, жовтозеленого кольору, маскуючи основний зелений.
Наявність пігментів у клітинах водоростей забезпечує автотрофний тип
живлення. Проте багато водоростей здатні за певних умов переходити на
гетеротрофне живлення (евгленові — в темряві) або поєднувати його з
фотосинтезом (міксотрофний тип живлення).
Водорості — планктонні і бентосні, наземні й грунтові — відіграють
важливу роль у природі. Разом з іншими водяними рослинами вони
виробляють близько 80 % усієї маси органічних речовин, що утворюються на
Землі. Серед них найпродуктивнішими є планктонні завдяки своїй здатності
швидко розмножуватись.
Наземні водорості часто виступають у ролі піонерів рослинності,
поселяючись на безплідних ділянках суші: скелях, пісках. У симбіозі з
грибами водорості утворюють своєрідні організми — лишайники.
Водорості — одні з найдавніших організмів, що населяють нашу планету.
Від них виникли наземні рослини. Збагативши атмосферу киснем, вони
зумовили можливість існування різноманітного світу тварин і сприяли
розвитку аеробних бактерій. Завдяки їхній діяльності в атмосфері
з’явився озоновий екран, який захищає Землю від радіаційного
випромінювання. Органічні речовини, які створюють водорості в процесі
фотосинтезу, стають їжею для бактерій і тварин, зокрема риб.
Водорості беруть участь у колообігу речовин у природі, в поліпшенні
газового режиму водойм та утворенні відкладів сапропелю (органічного
мулу).
3. Особливості біології зелених водоростей. Особливості біології
діатомових червоних та бурих водоростей.
Значення водоростей у природі та для людини
Зарості великих водоростей є укриттям для розмноження багатьох
побережних тварин і дрібних водоростей. З водоростей утворились потужні
поклади гірських порід: у крейдяних породах 95 % становлять рештки
оболонок деяких золотистих водоростей, діатоміти на 50—80 % складаються
з панцирів діатомових водоростей.
Рифи в морях і океанах також формуються за участю водоростей. Так, у
рифах островів Фіджі в Тихому океані водоростей майже в 3 рази більше,
ніж коралів.
Значення водоростей у народному господарстві. Водорості широко
використовують у народному господарстві. Багато з них людина здавна
використовувала в їжу (ламінарію, порфіру), на корм худобі, як добрива.
Діатоміти використовують у харчовій, хімічній, фармацевтичній
промисловості, будівництві. Бурі водорості є сировиною для добування
альгінатів (солей альгінової кислоти), які застосовують у різних галузях
народного господарства. Так, на основі альгінату натрію виготовляють
клей, який використовують у текстильному виробництві, для проклеювання
паперу, скріплення цементу. Плівки з альгінату натрію, нанесені на
бетонні споруди, метали, верстати, деревину, захищають їх від корозії,
гниття, руйнування.
З червоних водоростей (філофора) добувають агар, який використовують у
мікробіології та кондитерській промисловості, із зелених (кладофора,
ризоклоніум) виготовляють папір. Деякі види водоростей мають цілющі
властивості і використовуються в медицині (ламінарії, лікувальні грязі з
синьозеленими водоростями; добування йоду).
Багато водоростей є біоіндикаторами під час санітарнобіологічної оцінки
вод або виконують функцію активних санітарів забруднених водойм.
У деяких країнах водорості вирощують у штучних водоймах для промислового
виробництва органічних речовин.
Разом з тим водорості можуть мати і негативне значення. Так, у разі
масового розмноження у водоймах вони спричинюють “цвітіння” води,
роблячи її непридатною для використання, забруднюють насосні станції та
водоводи, деякі види вкривають днища суден, буї, погіршуючи їх
експлуатацію.
Список використаної літератури
Біологічна енциклопедія. – К., 1999.
Біологія: Навч. посіб. / А. О. Слюсарєв, О. В. Самсонов, В.М.Мухін та
ін.; За ред. та пер. з рос. В. О. Мотузного. — 3тє вид., випр. і допов.
— К.: Вища шк., 2002. — 622 с.: іл.
Векірчик К.М. Мікробіологія з основами вірусології: Підручник. – К.:
Либідь, 2001. – 312 с.
Ґудзь С.П. та ін. Основи мікробіології. – К., 1991.
Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – М., 1987.
PAGE
PAGE 2
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
