Среди группы фотобактерий выделяют:
• бактерии, осуществляющие фотосинтез без выделения кислорода (аноксигенный фотосинтез): в присутствии фотосинтезирующих пигментов бактериохлорофилл и бактериовиридин, представители: зеленые, пурпурные серные и несерные;
• бактерии, осуществляющие фотосинтез с выделением кислорода (оксигенный фотосинтез): основным фотосинтезирующим пигментом является хлорофилл а; представители: цианобактерии.
Цианобактерии выделены в самостоятельное подцарство Cyanobionta,так как это единственные представители царство Дробянки MYCHOTA,способные осуществлять оксигенный фотосинтез при отсутствии в клетке настоящего ядра и других органелл (в том числе хлоропластов). Фотосинтез как доминирующий источник энергии обусловил интенсивные темпы морфологической эволюции. Для одноклеточных представителей группы характерна коккоидная форма строения тела. Для многоклеточных – нитчатая (трихальная), реже — разнонитчатая (гетеротрихальная). Очень редко наблюдается тенденция к пластинчатому или объемному расположению клеток в талломе. Есть представители, образующие колониальные формы тела. Цианобактерии способны переходить от фотоавтотрофного типа питания к гетеротрофному в особых условиях окружающей среды. Окраску таллома цианобактерий и возможность использовать дополнительный квант света обеспечивает комплекс добавочных пигментов из класса фикобилинов – фикоэритрин и фикоцианин.
Представители группы играют существенную роль в биосфере:
• способны усваивать азот атмосферы;
• осваивают бесплодные субстраты (голые скалы, продукты извержения
вулканов, поверхность снега и т.д.);
• принимают участие в формировании первичных почв;
• являются компонентами слоевища многих лишайников.
По современной классификации в подцарстве Cyanobionta выделяют отдел Cyanobacteria, который объединяет 3 класса:
хроококковые Chroococcophyceae;
хамесифоновые Chamaesiphonophyceae;
гормогониевые Hormogoniophyceae
Материал и оборудование:микроскопы, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, почвенная культура со стеклами обрастания, водная культура цианобактерий.
Ход работы:
- Ознакомиться с кратким описанием группы.
2. Приготовить микропрепарат цианобактерий.
3. На препаратах определить:
• тип морфоструктуры (одноклеточный, нитчатый многоклеточный, колониальный), наличие слизистого чехла и его особенности, окраску тела, форму клеток; используя учебные картины, иллюстрации и пособия, обосновать особенности строения оболочки клетки, протопласта;
• местонахождение гетероцисты, ее форму, размеры, окраску; обосновать функции гетероцист; споры;
• гормогонии, обосновать значение гормогониев в жизнедеятельности цианобактерий.
Результаты работы занести в лабораторную тетрадь. Сделать рисунки и обозначения.
Контрольные вопросы:
1. В чем особенности клетки цианобактерий в связи с их ролью в биосфере?
2. Каковы возможные причины многообразия морфоструктур цианобактерий?
3. Как адаптированы цианобактерии к жизни в разнообразных экстремальных условиях?
ОПЫТ № 7
Клубеньковые бактерии.
Клубеньковые бактерии, находясь в симбиозе с бобовыми растениями, способны фиксировать молекулярный азот атмосферы.
Клубеньковые бактерии относятся к роду Rizobium. Форма и величина клубеньковых бактерий изменяются в зависимости от стадии их развития. В молодой культуре они представлены короткими подвижными палочками, со временем они утрачивают подвижность и переходят в стадию так называемых опоясанных палочек. При окраске анилиновыми красителями ярко окрашенные участки цитоплазмы чередуются со светлыми полями, в которых концентрируются жировые включения, не воспринимающие окраску. При старении культуры клетки начинают ветвиться и тогда их называют бактероиды. Стадия опоясанных клеток и бактероидов обычно совпадает со стадией бутонизации и цветения бобовых растений и характеризуется максимальной интенсивностью фиксации азота.
Клубеньковые бактерии специфичны для определенных родов бобовых. Клубеньковые бактерии внедряются в растения через кончик корневого волоска и образуют инфекционную нить. Она представляет собой слизистый тяж, несущий массу бактериальных клеток. Инфекционная нить проходит по корневому волоску в клетки коры корня до эндодермы. Клетки коры корня, инфицированные клубеньковыми бактериями, и соседние, прилегающие к ним клетки активно делятся, образуя клубеньки.
Материалы и оборудование:зафиксированные корневые системы бобовых растений, фиксированные клубеньки, ботаническая бритва, водный раствор фуксина, метиленовый синий, предметные, покровные стекла, пинцет, препаровальные иглы, микроскоп.
Ход работы:
1. На фиксированных корневых системах рассмотреть клубеньки и зарисовать.
2. Лезвием сделать тонкий срез через клубенек. Срез поместить в каплю воды на предметное стекло. Подкрасить фуксином или метиленовым синим и микроскопировать. На препарате хорошо видна бактериодная ткань клубенька, а в ней просматривается масса клубеньковых бактерий.
3. Для более точного изучения клубеньковых бактерий приготовить фиксированный препарат.
4. Разрезать клубенек и отжать каплю сока в каплю воды на предметное стекло. Если клубеньки маленькие, их разрушают препаровальными иглами и полученный материал хорошо размазать по стеклу.
5. Мазок фиксировать и окрасить. На препарате видны клубеньковые бактерии разных форм и размеров, мелкие палочки, более крупные опоясанные и ветвистые (бактероиды).
Результаты работы занести в лабораторную тетрадь. Сделать рисунки и обозначения.
