Тема : Водоросли- объекты биотехнологии

сейчас многими исследователями в царство Protista.
Водоросли – самые многочисленные

и одни из самых важных для планеты фотосинтезирующих организмов. Они встречаются повсюду: в морях и океанах, в пресных водоёмах, на влажной почве и на коре деревьев.

Классификация водорослей:

Отдел Зелёные

Отдел Бурые

Отдел Красные

Ламинария

Хлорелла

Delesseria sanguinea

клеточной оболочкой. Стенка находится снаружи мембраны клетки, обычно содержит структурный

компонент (например, целлюлозу) и аморфный матрикс (например, пектиновые или агаровые вещества); также в ней могут быть дополнительные слои (например, спорополлениновый слой у хлореллы). Клеточная оболочка представляет собой или внешний кремнийорганический панцирь (у диатомей и некоторых других охрофитовых), или уплотнённый верхний слой цитоплазмы (плазмалемму), в котором могут быть дополнительные структуры, например, пузырьки, пустые или с целлюлозными пластинками (своеобразный панцирь у динофлагеллятов).

Продукты фотосинтеза, в данный момент излишние, сохраняются в форме различных запасных веществ: крахмала, гликогена, других полисахаридов, липидов.
Помимо прочего липиды, будучи легче воды, позволяют держаться на плаву планктонным диатомовым с их тяжёлым панцирем. В некоторых водорослях образуются газовые пузыри, также обеспечивающие водоросли подъёмную силу.

хлорофилл. Однако водоросли бывают не только зелёного цвета: среди них

можно найти экземпляры бурых, красных, жёлтых и многих других тонов. Пигмент находится в клетке водоросли в специальной органелле ленточной или звёздчатой формы, называемой хроматофором.

Мелкие свободноплавающие водоросли входят в состав планктона и, развиваясь в больших количествах, вызывают "цветение" (окрашивание) воды. Бентосные водоросли прикрепляются ко дну водоёма или к другим водорослям. Есть водоросли, внедряющиеся в раковины и известняк (сверлящие); встречаются (среди красных) и паразитические.

Цветение водоёма.

и в пресной воде. Мелкие свободноплавающие водоросли входят в состав

планктона; другие прикрепляются ко дну, иногда образуя целые заросли. Большинство из них обитает на глубине до 40 м; при хорошей прозрачности воды их можно встретить и на глубине до 200 м.. Некоторые зелёные водоросли симбиотируют с грибами, образуя лишайники.

Водоросли – главный источник органики на Земле (более 80 % от общей биомассы, создающейся в год); с них начинаются практически все водные экологические цепи. Они выделяют в атмосферу более половины всего количества кислорода, освобождаемого растениями в год. Водоросли – основная пища для многих морских животных; некоторые употребляются в пищу человеком. В прибрежных районах водоросли идут на удобрения и корм скоту.

каротиноидами. Клетка большинства таких водорослей покрыта целлюлозной оболочкой.
Размножение зелёных водорослей:

вегетативное
бесполое (зооспорами, апланоспорами)
половое (изогамия, гетерогамия, оогамия).

Содержат:
хлорофиллы а и b,
накапливают запасной крахмал внутри пластид,

в хроматофорах (помимо хлорофилла) буро­го пигмента фукоксантина.

Бурые водоросли в

хроматофорах содержат бурый пигмент фукоксантин (C40H56O6), который маскирует остальные пигменты.

.

Бурые водоросли размножаются обычно половым путём.Органами размножения бурых водорослей являются скафидии, растущие на выростах таллома водоросли. В мужских скафидиях развиваются антеридии, в женских – оогонии. Cперматозоиды покидают антеридий и оплодотворяют яйцеклетки, созревающие в оогонии. Образуется зигота. В ней происходит интенсивное клеточное деление, и, попадая в благоприятные условия, зигота прорастает в молодую водоросль.

обычными в бентосе, находящемся на значитель­ной глубине. Лишь немногие из

них обитают в пресновод­ных бассейнах и в почве.

Разнообразная окраска этих водорослей объясняется на­личием, помимо хлорофилла, еще двух пигментов:
красно­го -— фикоэритрина
и синего — фикоцианина

Размножаются:
вегетативно
спорами
половым путем.

способны к синтезу веществ, обладающих стимулирующими или ингибирующими свойствами по

отношению не только к другим видам водорослей или иных микроорганизмов, но и по отношению к высшим растениям.
Хлорелла синтезирует 13 витаминов из групп А, В, С, Д, К, никотиновую, пантеоновую, фолиевую кислоты, лейкофорин и биотин. Витамина С в ее клетках (в весовых отношениях) содержится почти столько же, сколько в лимонах.

Водоросли используются, в основном, для получения белка. Весьма перспективны в этом отношении и культуры одноклеточных водорослей, в частности высокопродуктивных штаммов рода Chlorella и Scenedesmus. Их биомасса после соответствующей обработки используется в качестве добавки в рационы скота, а также в пищевых целях.
Одноклеточные водоросли выращивают в условиях мягкого теплого климата (Средняя Азия, Крым) в открытых бассейнах со специальной питательной средой. К примеру, за теплый период года (6—8 месяцев) можно получить 50—60 т биомассы хлореллы с 1 га, тогда как одна из самых высокопродуктивных трав — люцерна дает с той же площади только 15— 20 т урожая.

синтезирует природный антибиотик-Хлореллин. Он эффективно уничтожает вредоносные микроорганизмы, водоросли и

бактерии, встречающиеся на его пути. Она помогает выводить из организма вредные для здоровья вещества, которые мы ежедневно поглощаем с водой, пищей и воздухом. К ним относятся тяжелые металлы из старых пломб из амальгамы, особенно хлорированные углеводороды, пестициды и инсектициды. Хлорелла „собирает“ такие тяжелые металлы в человеческом организме, мобилизует и выводит их из организма.
Природный антибиотик Хлореллин экологически безопасен и позволяет получить 100% полезный для здоровья урожай. Это позволяет при замачивании семян или поливе растений в дополнение получить оздоровительный эффекта и повысить их иммунитет.

весьма полезную витаминную добавку к кормам для сельскохозяйственных животных.
Их

прибавляют к сену или дают как самостоятельный корм для коров, лошадей, овец, коз, домашней птицы во Франции, Шотландии, Швеции, Норвегии, Исландии, Японии, Америке, Дании и на нашем Севере.

Животным скармливают в виде добавки также биомассу выращиваемых микроводорослей - хлорелла, сценедесмус, дуналиелла и др.
В биотехнологии такие водоросли, как хлорелла и протококковые, используются как биостимуляторы роста животных и птиц.

Водоросли как удобрения.
Наряду с кормами водоросли давно применяют в сельском хозяйстве в качестве удобрений.
Биомасса обогащает почву фосфором, калием, йодом и значительным количеством микроэлементов, пополняет также ее бактериальную, в том числе азотфиксирующую, микрофлору.
При этом в почве водоросли разлагаются быстрее, чем навозные удобрения, и не засоряют ее семенами сорняков, личинками вредных насекомых, спорами фитопатогенных грибов.

агар — полисахарид, присутствующий в их оболочках и состоящий из

агарозы и агаропектина. Количество его доходит до 30—40 % от веса водорослей (водоросли лауренция и грацилярия, гелидиум). Водоросли — единственный источник получения агара, агароидов, каррагинина, альгинатов. В мире в 1980 г. было получено 7 тыс. т агара, 222 тыс. т альгинатов, 10 тыс. т каррагинина. Основной источник агара это красные водоросли.

Получение агара.

Применение.
В микробиологии — для изготовления плотных и полужидких питательных сред. Для получения плотных питательных сред агар добавляют в конечной концентрации от 1,5 до 3 %, полужидких — 0,3-0,7 % (вес/объём). Агар не расщепляется большинством микроорганизмов при культивировании.
В пищевой промышленности (пищевая добавка Е406) агар-агар применяют как загуститель при производстве супов, соусов, мороженого, мармелада, зефира, жевательных конфет, пастилы, начинок разного рода, суфле, диетических продуктов, шариков для жемчужного чая, джема, конфитюра и так далее; в авангардной кулинарии из него производят также лапшу.

йод и бром, а также калийные соли. Водоросли богаты витаминами.

Из ламинарий и других водорослей получают клей, используемый в бумажной и текстильной промышленности. Сухая перегонка водорослей дает уголь, смолу, метиловый спирт, ацетон и др.
Сапропель используется в химической промышленности, в сельском хозяйстве (корм и удобрения) и в медицине — грязелечение.

Био. Очистка сточных вод.
В настоящее время в биотехнологии массовое культивирование одноклеточных зеленых водорослей проводится с целью получения продуктов питания, кормов, органических веществ и биологической очистки сточных вод.
Биологический метод очистки сточных вод имеет большое преимущество, по сравнению с химическим и механическим методами.

веществ водорослей — солей альгиновой кислоты, альгинатов. Альгиновая кислота —

линейный гетерополисахарид, построенный из связанных остатков (3 — Д-маннуроновой и α — L-гиулуроновой кислот.
Альгинаты исключительно широко применяются в народном хозяйстве. Это изготовление высококачественных смазок для трущихся деталей машин, медицинские и парфюмерные мази и кремы, синтетические волокна и пластики, стойкие к любой погоде лакокрасочные покрытия, не выцветающие со временем ткани, производство шелка, клеящих веществ исключительно сильного действия, строительных материалов, пищевые продукты отличного качества — фруктовые соки, консервы, мороженое, стабилизаторы растворов, брикетирование топлива, литейное производство и многое другое. Альгинат натрия — наиболее используемое соединение — способен поглощать до 300 весовых единиц воды, образуя при этом вязкие растворы.
Бурые водоросли богаты также весьма полезным соединением — шестиатомным спиртом маннитом, который с успехом применяют в пищевой промышленности, фармацевтике, при производстве бумаги, красок, взрывчатки и др. Бурые водоросли в ближайшее время планируется использовать для получения биогаза.

пластмасс, лаков, красок, бумаги и даже взрывчатых веществ. Из них

делают лекарства (в том числе йод), удобрения, подкормку для скота. Водоросли занимают важное место в меню народов Юго-Восточной Азии, являясь основой множества блюд.

И на последок: Значение водорослей

Азотфиксация;
Почвообразование;
Включают в круговорот веществ местообитания с экстремалными условиями существования для организмов (горячие источники, вулканические поверхности.
При массовой гибели выделяют токсичные вещества, вызывая замор рыб.
Используются в пищу (БАД).
Используются в фармацевтическом производстве.