Тест по биологии: Роль водорослей в природе и жизни человека (5-6 класс)

Пояснение:

Фитопланктон — это совокупность микроскопических водорослей, парящих в верхних слоях воды. Его роль в биосфере планеты огромна и двойственна. Во-первых, в процессе фотосинтеза фитопланктон вырабатывает более половины всего кислорода на Земле, которым дышат все живые организмы, включая нас. Во-вторых, он является продуцентом, то есть создаёт первичное органическое вещество. Это значит, что фитопланктон служит начальным звеном практически всех морских пищевых цепей: им питается зоопланктон, а тем, в свою очередь, — рыбы, киты и другие морские животные. Без фитопланктона жизнь в океане была бы невозможна.

Пояснение:

Осадочная порода, состоящая из скопления панцирей вымерших диатомовых водорослей, называется диатомит, или горная мука. Панцири этих микроскопических водорослей состоят из очень прочного вещества — кремнезёма. За миллионы лет после гибели организмов они оседали на дно древних морей и озёр, образуя мощные пласты. Диатомит — очень лёгкий и пористый материал, благодаря чему он нашёл широкое применение в промышленности. Его используют для фильтрации жидкостей (например, в сахарной промышленности), как наполнитель в строительстве, а также как мягкий абразивный материал в составе полиролей и некоторых зубных паст.

Пояснение:

Бурые водоросли, и в особенности ламинария («морская капуста»), обладают уникальной способностью извлекать из морской воды и накапливать в своих тканях йод. Концентрация этого элемента в слоевищах ламинарии может быть в тысячи раз выше, чем в окружающей воде. Йод является жизненно важным микроэлементом для человека, так как он необходим для синтеза гормонов щитовидной железы. Эти гормоны регулируют обмен веществ, рост и развитие организма. Недостаток йода в питании приводит к серьёзным заболеваниям, поэтому регулярное употребление ламинарии является отличной мерой их профилактики.

Пояснение:

«Цветение» воды — это научный термин для обозначения бурного, взрывного размножения микроскопических водорослей (фитопланктона) в толще воды. Оно происходит, когда в водоём, особенно стоячий (пруд, озеро), попадает большое количество питательных веществ, в частности, азота и фосфора. Это провоцирует быстрый рост водорослей, их концентрация достигает миллионов клеток на литр, что и придаёт воде характерный зелёный цвет и мутность. Замор рыбы — это уже следствие «цветения», когда отмершие водоросли начинают гнить, потребляя весь кислород. «Красный прилив» — схожее явление, но в море и вызываемое другими видами водорослей.

Пояснение:

Для изготовления «нори» — тонких тёмных листов, в которые заворачивают рис и начинку для суши и роллов, — используют красную водоросль из рода Порфира. Технология заключается в измельчении, прессовании и высушивании её тонких пластинчатых слоевищ. Этот продукт является неотъемлемой частью японской и других восточноазиатских кухонь. Ламинария — это «морская капуста», ульва — «морской салат», а хлорелла — микроводоросль, используемая в виде порошков и добавок. Таким образом, именно красная водоросль порфира является сырьём для нори.

Пояснение:

Основной причиной замора рыбы при «цветении» воды является асфиксия, то есть удушье из-за недостатка кислорода. Когда огромная масса водорослей, размножившихся во время «цветения», отмирает, она опускается на дно. Там её начинают разлагать бактерии. Этот процесс гниения является аэробным, то есть требует очень большого количества кислорода. Бактерии быстро потребляют весь кислород, растворённый в воде. В результате рыбе и другим водным животным становится нечем дышать, и они массово погибают. Хотя некоторые водоросли могут выделять токсины, главной причиной замора является именно кислородное голодание.

Пояснение:

Вещество, получаемое из красных водорослей (багрянок) и обладающее сильными желирующими свойствами, называется агар-агар. Он образует плотный студень при остывании, что делает его незаменимым в кондитерской промышленности для производства мармелада, желе, пастилы, зефира. В отличие от желатина, агар-агар имеет растительное происхождение. В науке, особенно в микробиологии, на основе агара готовят твёрдые питательные среды для выращивания культур бактерий и грибов. Альгинаты получают из бурых водорослей, а целлюлоза и пектин — вещества клеточных стенок высших растений.

Пояснение:

Одноклеточные зелёные водоросли играют важную роль в процессе биологической очистки сточных вод. В специальных бассейнах-отстойниках (биопрудах) они активно фотосинтезируют. При этом происходят два важных процесса. Во-первых, водоросли поглощают из воды растворённые в ней минеральные соли (азот, фосфор) и органические вещества, используя их для своего роста и тем самым удаляя из воды. Во-вторых, в процессе фотосинтеза они выделяют большое количество кислорода. Этот кислород необходим для дыхания аэробных бактерий, которые, в свою очередь, разлагают сложные органические загрязнения.

Пояснение:

Почвенные водоросли, хоть и невидимы глазом, играют очень важную роль. Развиваясь в верхних слоях почвы, они осуществляют фотосинтез, создавая органическое вещество и тем самым повышая плодородие почвы. Некоторые из них способны фиксировать азот из атмосферы, обогащая им почву. Слизистые выделения водорослей склеивают почвенные частицы, улучшая её структуру и защищая от разрушения ветром и водой (эрозии). На голых скалах водоросли вместе с грибами (в составе лишайников) являются пионерами заселения, первыми создавая тонкий слой гумуса для будущих растений.

Пояснение:

Альгинаты — это соли альгиновой кислоты, которые в больших количествах содержатся в клеточных стенках бурых водорослей. Их уникальное свойство — способность образовывать вязкие растворы и гели. Благодаря этому они нашли широчайшее применение в качестве загустителей, стабилизаторов и эмульгаторов. В пищевой промышленности их добавляют в мороженое, соусы, кремы, кетчупы, чтобы придать им нужную консистенцию и предотвратить расслаивание. В медицине их используют для создания заживляющих повязок, антацидов и в качестве слепочного материала в стоматологии.

Пояснение:

Главная ценность ламинарии для здоровья щитовидной железы заключается в высоком содержании йода. Щитовидная железа вырабатывает гормоны (тироксин и трийодтиронин), которые регулируют обмен веществ во всём организме. Йод является обязательным компонентом этих гормонов. При его недостатке в пище функция щитовидной железы нарушается, что может приводить к развитию такого заболевания, как эндемический зоб. Бурые водоросли способны накапливать йод из морской воды, поэтому их регулярное употребление помогает восполнить дефицит этого важного микроэлемента в организме.

Пояснение:

Известковые красные водоросли обладают способностью откладывать в своих клеточных стенках карбонат кальция (известь), из-за чего их слоевища становятся твёрдыми и каменистыми. Они играют важнейшую роль в морских экосистемах как рифостроители. Разрастаясь, они скрепляют и цементируют скелеты коралловых полипов и другие обломки, создавая прочный каркас кораллового рифа, который может противостоять силе волн. После гибели их известковые остатки также становятся частью рифа. Залежи угля образовались из папоротникообразных, а «цветение» воды вызывают микроскопические водоросли.

Пояснение:

Массовое развитие нитчатых и других водорослей в оросительных каналах, дренажных системах и небольших реках является серьёзной проблемой. Густые заросли водорослей создают значительное сопротивление току воды, замедляя его. Это приводит к заиливанию дна, повышению уровня воды и заболачиванию прилегающих территорий. Отмершая биомасса водорослей также способствует заиливанию. Поэтому для поддержания нормальной работы таких гидротехнических сооружений требуется их регулярная механическая или химическая очистка от избыточной растительности.

Пояснение:

«Красный прилив» — это специфическое название для массового размножения определённых видов динофлагеллятных водорослей в морской воде. Их высокая концентрация придаёт воде красноватый или бурый оттенок. Опасность этого явления заключается в том, что многие из этих водорослей способны вырабатывать сильнейшие нейротоксины. Эти токсины не вредят моллюскам (мидиям, устрицам), которые питаются водорослями, но накапливаются в их тканях. Употребление таких «заражённых» моллюсков в пищу человеком или животными может вызвать тяжёлое отравление. Термин «цветение» воды обычно применяют к пресным водоёмам.

Пояснение:

Хлорелла представляет большой интерес для создателей систем жизнеобеспечения замкнутого цикла, необходимых для длительных космических полётов. Во-первых, она обладает чрезвычайно высокой скоростью фотосинтеза: при освещении она эффективно поглощает углекислый газ, выдыхаемый космонавтами, и выделяет кислород, восстанавливая состав воздуха. Во-вторых, биомасса хлореллы очень питательна, она содержит много белка, витаминов и незаменимых аминокислот, что делает её потенциальным источником пищи. Таким образом, хлорелла может выполнять сразу две важные функции на борту космического корабля.

Пояснение:

Несмотря на широчайший спектр применения, водоросли не используются в качестве основного конструкционного материала для строительства домов. Для этого традиционно применяют древесину, камень, кирпич, бетон. А вот все остальные перечисленные направления являются важными областями использования водорослей. Из них добывают йод, бром, агар-агар, альгинаты для химической и пищевой промышленности. Их биомасса служит ценным органическим удобрением и кормовой добавкой для сельскохозяйственных животных. Многие виды водорослей, такие как ламинария, порфира, ульва, человек напрямую употребляет в пищу.

Пояснение:

Лишайники — это организмы-пионеры. Они способны поселяться в самых бесплодных местах, например, на голых скалах, где не могут жить другие растения. Водоросль в составе лишайника фотосинтезирует, а гриб защищает её и добывает воду. Выделяя особые кислоты, лишайники постепенно разрушают горную породу. Отмирая, их слоевища смешиваются с минеральными частицами и образуют первичный тонкий слой почвы — гумус. На этом слое со временем уже могут поселиться мхи, а затем и другие, более требовательные растения. Таким образом, лишайники начинают длительный процесс почвообразования.

Пояснение:

Заросли крупных бурых водорослей, называемые «келповыми лесами», являются одной из самых богатых и продуктивных экосистем в Мировом океане. Подобно лесам на суше, они создают сложную трёхмерную среду, которая служит домом и убежищем от хищников для сотен видов животных: рыб, крабов, морских ежей, звёзд, моллюсков и многих других. В этих зарослях многие животные находят себе пищу (питаясь самими водорослями или теми, кто ими питается) и откладывают икру. Таким образом, «келповые леса» являются центрами биоразнообразия и играют ключевую роль в поддержании здоровья прибрежных экосистем.

Пояснение:

Хотя умеренное количество водорослей полезно, их чрезмерное, неконтролируемое размножение («цветение») в рыборазводных прудах очень опасно. Когда огромная биомасса водорослей отмирает, она опускается на дно, где её начинают разлагать бактерии. Этот процесс гниения потребляет огромное количество кислорода из воды. В результате возникает дефицит кислорода, что приводит к удушью и массовой гибели (замору) рыбы, которую разводят в пруду. Особенно опасны такие явления жаркими безветренными ночами, когда водоросли сами не производят кислород, а только дышат, дополнительно расходуя его.

Пояснение:

Хотя все перечисленные роли важны, наиболее глобальное и фундаментальное значение для всей биосферы имеют два аспекта. Во-первых, водоросли (в первую очередь фитопланктон) являются главными производителями кислорода на планете, поддерживая состав атмосферы, пригодный для дыхания. Во-вторых, они являются продуцентами, то есть создают первичное органическое вещество, которое служит пищей для всех остальных водных организмов, от зоопланктона до китов. Эти два процесса — производство кислорода и органики — лежат в основе существования практически всей жизни в гидросфере и оказывают решающее влияние на всю планету. Остальные роли являются их следствием или имеют более локальное значение.