Подробное решение параграф § 22 по биологии для учащихся 5 класса, авторов Ловягин С.Н., Вахрушев А.А., Раутиан А.С. 2016
ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОБЛЕМУ УРОКА
Антошка: Водоросли, конечно, нужны водным животным. А людям они ни к чему. Биолог: А как ты обойдёшься без мармелада и зефира? Ведь для их изготовления необходим сделанный из водорослей агар-агар.
• Чем отличаются позиции собеседников? Предложи свою точку зрения. Сформулируй, что нужно обсудить на уроке, и сравни свой вариант с авторским (стр. 171).
Антошка считает, что водоросли не нужны человеку, а биолог своим примером доказывает обратное.
На уроке нужно обсудить значение водорослей для животных и человека.
ВСПОМИНАЕМ ТО, ЧТО ЗНАЕМ
• Что такое планктон и бентос? (§ 19)
Планктоном называют мелкие организмы толщи воды (водоросли, цианобактерии, рачки и личинки других животных), не способные самостоятельно перемещаться на большие расстояния. Планктонные водоросли медленно тонут, но потоки воды возвращают их наверх.
Бентосом называют организмы, обитающие на дне водоёмов.
• Откуда берутся питательные вещества в воде? (§ 19)
Питательные вещества могут поступать с суши (например, отмершие части растений). Кроме того, при гибели водных растений, те питательные вещества, которые содержались в них, остаются в экосистеме и потребляются следующим поколением растений.
Некоторые водные цепи питания коротки, другие сложны и сплетаются в настоящую паутину. Но какова бы ни была цепь, простая или сложная, заключенные в ней минеральные вещества освобождаются, только когда животное или растение гибнет. Минеральные вещества возвращаются в воду после того, как водоросли и мёртвые животные будут разрушены микробами.
Трава, листья деревьев и водные растения – это "природные" поставщики питательных веществ, но часто, самыми вредными являются не природные поставщики, такие как удобрения с лугов, садов/цветников и фермерских полей и/или пастбищ.
РЕШАЕМ ПРОБЛЕМУ, ОТКРЫВАЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ
• Найди в тексте дополнительные доводы для ответа Антошке.
Сейчас известно около 170 видов съедобных крупных водорослей.
Уже сотни лет люди употребляют в пищу многие виды крупных водорослей - бурых, красных и зелёных. Рацион японцев, например, на 20% состоит из водорослей. Во время отлива их собирают у берегов и, находясь в лодках, специальными якорями и граблями срывают со дна мелководий. В год на Земле собирают сотни тысяч тонн дикорастущих съедобных водорослей.
ПРИМЕНЯЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ
1. Какова роль водорослей в природе?
Водоросли производят органическое вещество в водных экосистемах и служат кормом рыбам, мелким рачкам и другим водным животным.
Водоросли снабжают животных кислородом. Выделенный ими кислород немедленно растворяется в воде. Водоросли играют важную роль и в пополнении кислородом атмосферы.
На слоевищах бентосных водорослей многие животные поселяются, а также откладывают яйца и икру.
2. Как используют водоросли люди?
— Люди используют водоросли в пищу.
— Одноклеточную зелёную водоросль хлореллу выращивают на корм скоту.
— Собранными в пресных водоёмах водорослями удобряют поля.
— Некоторые водоросли содержат в ямах с жидкими отходами животноводческих комплексов: они очищают воду и используются как удобрение.
— Водоросли добывают ради ценных органических веществ, которые используют для нужд промышленности. Из анфельции и филлофоры, например, получают агар-агар, который используют в производстве лекарств, тканей, хлеба, кондитерских изделий, парфюмерии. Из бурых водорослей получают альгинаты, используемые в производстве лаков и красок, клеев и волокон, мороженого и консервов, лекарств и кондитерских изделий.
3. В каких областях океана больше всего бентосных водорослей, а в каких - планктонных водорослей? Почему?
Бентосных водорослей больше в полосах у берегов морей, у устьев рек. Вода поглощает свет - в чистой воде на глубине 200 метров водорослям его уже не хватает.
Планктонных водорослей больше в освещённых слоях воды и в местах подъёма глубинных вод. В этих областях достаточно освещения и питательных веществ (глубинные течения выносят с глубины питательные вещества).
4. Сконструируйте установку по разведению микроскопических водорослей. Как вы будете извлекать водоросли из этой установки?
Выращивание микроводорослей для получения высококачественной биомассы не задействуя сельскохозяйственные угодья является одним из самых перспективных направлений в сфере биотехнологий.
Хлорелла (латинское название биологического рода Chlorella) – это микроскопическое (2-8 микрон в диаметре), одноклеточное водное “растение”, микроводоросль, в природе встречается в пресных водоемах. Сравнительно недавно, хлорелла стала объектом коммерциализации и культивирования в промышленных масштабах.Повышенный и растущий интерес к разведению этой микроводоросли связан, прежде всего, с ее уникальным по качеству биохимическим составом. В настоящее время, хлорелла используется, главным образом, как высококачественная и сбалансированная добавка, обеспечивающая полноценный рацион питания человека.
Хлорелла обладает способностью к очень быстрому размножению: за сутки её биомасса может увеличиться почти в 5 раз. Поэтому было принято решение выращивать микроводоросль хлореллу.
Для разведения хлореллы в домашних условиях необходима прозрачная (тогда не обязательно устанавливать лампы дневного света) емкость типа аквариума с крышкой объемом на 40 л или другим соизмеримым объемом. Емкость должна быть герметичной, а если она не прозрачная нужно установить люминесцентные лампы, чтобы создать необходимые условия для размножения сине-зеленых микроводорослей. Лампы можно установить и в аквариум, чтобы создать условия для интенсивного выращивания хлореллы.
Для разведения хлореллы необходимо в емкости создать питательную среду и установить технологическое оборудование - лампы дневного света, компрессоры, обогреватели и т.д. Оборудованная емкость представляет собой закрытого типа установку для выращивания водорослей, через которую прогоняется вода из бассейнов прошедшая очистку через песочный фильтр. Установку для разведения водорослей заполняют пресной водой, питательными веществами (мочевиной, аммофосом, сульфатом калия и другими микроэлементами) и суспензией хлореллы, которую можно купить или насобирать самому.
Вода после домашней установки закрытого типа для размножения хлореллы должна попадать в специальную емкость типа молочного сепаратора, чтобы отделить чистую жидкость от суспензии микроводорослей хлореллы.
По технологии разведения сине-зеленых водорослей используют пресную воду, температура которой должна быть 20-28°С с активной реакцией рН 6-7.
Применяя данный метод на дому, за сутки можно получить до 40 л живой биомассы водорослей. Темпы роста хлореллы в домашних условиях можно увеличить в 5 раз, если к аквариуму с одной стороны подсоединить баллон с углекислым газом, а с другой стороны на выходе из фотореактора воду насытить кислородом в соотношении 10 мг/л. При этом содержимое емкости постоянно перемешивается поступающим в аквариум углекислым газом. В 1 л суспензии может содержаться в среднем до 3,5 г сухого вещества водорослей.
5. В каких областях океана можно выловить больше всего рыбы? Почему?
Жизнь рыб тесно связана с водорослями: они являются кормом для этих животных и источником кислорода. На слоевищах бентосных водорослей многие рыбы спасаются от хищников, а также откладывают икру.
Поэтому можно утверждать, что больше всего рыбы можно выловить в полосах у берегов морей, у устьев рек, где много бентосных водорослей. От глубины 200 метров и ниже водорослей становится все меньше из-за недостатка света, поэтому на глубине рыб обитает также небольшое количество.
В открытом океане рыбы будет больше в освещённых слоях воды и в местах подъёма глубинных вод, где обитает большое количество планктонных водорослей.
6. В глубоком пруду отмершие остатки организмов опускаются на дно. К чему это ведёт?
Со временем остатки организмов накапливаются, и пруд начинает зарастать. Постепенно он превратиться в болото.
7. Придумайте недорогой способ возвращать питательные вещества со дна водоёма к его поверхности.
Можно использовать устройства аэрации, которые добавляют в воду кислород, перемешивают воду в пруду, обеспечивая протекание аэробного процесса разложения.
8. Водоросли быстро растут и размножаются. Поэтому при планировании многолетних космических перелётов в 1960-1970-е годы изучали возможность производства питательных веществ водорослями (хлореллой) в аквариумах на космических кораблях. Придумай, в каких условиях на Земле могли бы пригодиться технологии разведения съедобных водорослей.
Технологии разведения съедобных водорослей могут пригодиться на Земле в условиях недостатка пищевых ресурсов (в местах с высокой плотностью населения, в районах, где затруднено земледелие из-за неблагоприятных природных условий).