Решебник по биологии 7 класс Суматохин. Углубленный | Страница 43

Археи наименее изучены в связи с тем, что учёные не смогли вырастить чистые культуры большинства их представителей в лабораторных условиях для подробного исследования.

Археи могут жить повсеместно, включая экстремальные условия: вулканические и термальные горячие источники, насыщенные солевые растворы (солончаки), кислые и щелочные среды, а также в кишечнике травоядных животных.

Особенность клеточной стенки архей в том, что она не содержит пептидогликан, который является основным компонентом клеточной стенки бактерий. Клеточная стенка архей состоит из псевдомуреина или других белковых и полисахаридных соединений, что делает её уникальной.

Археи передвигаются с помощью археллумов (длинных белковых нитей), вращение которых по часовой стрелке обеспечивает движение вперёд, а вращение против часовой стрелки — движение назад.

Наиболее распространены археи в экстремальных условиях (термальные источники, солевые растворы), а также в почвах, океанах и кишечнике животных.

Метанобразующие археи можно использовать для производства биогаза (топлива) и для очистки сточных вод.

Преимущества однослойной плазматической мембраны архей:

• Повышенная жёсткость и стабильность, что позволяет археям выживать в экстремальных условиях (например, при высокой температуре и кислотности).

• Обеспечивает меньшую проницаемость для некоторых веществ.

Недостатки однослойной плазматической мембраны:

• Затруднено активное транспортирование некоторых веществ через мембрану.

Термоацидофиллы — это организмы, которые способны жить и активно размножаться в экстремально жарких (термо- ≥ +45°С) и кислых (ацидо- ≤ pH 3) условиях среды.

Примеры организмов: некоторые археи, выделенные из горячих вулканических источников.

Цель эксперимента: Получить биогаз (метан) в лабораторных условиях с помощью метанобразующих архей.

Материалы и оборудование: Герметичная ёмкость (биореактор), органический субстрат (навоз, пищевые отходы), чистая культура метанобразующих архей, вода, приборы для контроля температуры и pH, газоотводная трубка, прибор для измерения метана.

Ход эксперимента:

6. Подготовка среды: Поместить органический субстрат и воду в биореактор, создав анаэробные (бескислородные) условия.

7. Инокуляция: Внести в ёмкость чистую культуру метанобразующих архей.

8. Создание условий: Обеспечить оптимальную температуру (для термофильных архей это может быть +50···+60°С) и слабощелочной pH.

9. Ферментация: Выдерживать смесь в герметичных условиях в течение нескольких дней/недель, чтобы обеспечить разложение органики и выделение биогаза.

10. Контроль и анализ: Собрать выделяющийся газ через трубку и проанализировать его состав для подтверждения наличия метана (биогаза).

Археи используются для производства биогаза, потому что метанабразующая группа архей осуществляет биологическое образование метана (CH₄) в качестве конечного продукта своего обмена веществ при разложении органических соединений в бескислородных (анаэробных) условиях. Метан является основным компонентом биогаза.

Археи сложно вырастить в лаборатории, потому что многие из них являются экстремальными организмами (экстремофилами). Для их роста требуется создание специфических, трудновоспроизводимых условий, таких как очень высокая температура, высокая солёность, анаэробная среда или определённый уровень кислотности, которые сложно точно имитировать и поддерживать вне естественной среды обитания.

Археи выделены в отдельный домен, потому что, хотя они имеют прокариотическое строение, молекулярно-генетические исследования показали, что их химический состав (строение мембраны, РНК и клеточной стенки) фундаментально отличается от состава Бактерий и Эукариот, что свидетельствует об их уникальном эволюционном происхождении.