Хлоропласты водорослей

У высших растений Х. Внутренние мембраны образуют единую непрерывную пластинчатую, или ламеллярную, систему, состоящую из замкнутых уплощённых мешочков цистерн — т.

При таком строении значительно увеличивается фотоактивная поверхность Х.

Источником энергии для образования молекул АТФ является разность потенциалов, которая образуется на мембране в результате векторного направленного переноса заряда. Разделение заряда по обеим сторонам мембраны обеспечивается особым расположением компонентов электронно-транспортной цепи в мембране, перешнуровывающих её толщу. В строме же сосредоточены ферменты фиксации CO 2 ; темновая стадия фотосинтеза.

К каротиноидам относят широко распространенные каротины оранжевые и ксантофиллы желтые. Хромопласты имеют разнообразную форму.

хлоропласты водорослей

Они образуются в осенних листьях, корнеплодах морковь , зрелых плодах и т. В отличие от хлоропластов, форма хромопластов очень изменчива, но видоспецифична, что объясняется их происхождением и состоянием в них пигментов.

Лейкопласты это мелкие бесцветные пластиды шаровидной, яйцевидной или веретеновидной формы. Они обычно встречаются в клетках органов, скрытых от солнечного света: в корневищах, клубнях, корнях, семенах, сердцевине стеблей и очень редко - в клетках освещенных частей растения в клетках эпидермы.

Часто лейкопласты собираются вокруг ядра, окружая его со всех сторон. Деятельность лейкопластов специализирована и связана с образованием запасных веществ. Одни из них накапливают преимущественно крахмал амилопласты , другие - белки протеопласты или алейронопласты , а третьи - масла олеопласты. Задание 1. Рассмотреть хроматофоры водорослей на постоянных микропрепаратах: "Спирогира Spirogyra ", "Улотрикс Ulothrix ", "Кладофора Cladophora ", "Зигнема Zygnema ".

Обратить внимание на размеры, форму и количество хроматофоров в клетке рис. Последовательность работы. Рассмотреть последовательно постоянные микропрепараты водорослей.

Не тот ответ, который тебе нужен?

В клетке улотрикса хроматофор занимает постенное положение, у спирогиры - в виде одной или многих идущих по спирали лент. У кладофоры постенный сетчатый хроматофор со многими пиреноидами белковые тельца.

Реже хроматофор в клетке занимает центральное положение. В таком случае он состоит из центральной части, от которой к периферии клетки отходят лопасти или гребни звездчатый хроматофор зигнемы. Задание 2. Ген фактора элонгации пластидного белка tufA у зеленых водорослей из классов Chlorophyceae и Ulvophyceae отдел Chlorophyta в современной системе зеленых водорослей находится в пластидах, а у водорослей из класса Charophyceae и высших растений отдел Anthocerotophyta — в ядре, то есть перенос гена из хлоропластов в ядро произошел после разделения предковой зеленой водоросли на две эволюционные линии — хлорофит и харофит.

Многие эвкариотные водоросли выполняют функции пластид у морских и пресноводных беспозвоночных. Если в клетках живут одноклеточные зеленые водоросли, то такие ассоциации называют зоохлореллами, а если динофитовые, имеющие желто-бурую окраску, — то зооксантеллами.

Меняется тип организации эндосимбионта: свободноживущие динофлагелляты имеют монадный подвижный таллом, а те же организмы внутри морских беспозвоночных медуз, коралловых полипов и др. Вероятно, внутриклеточное существование полезно не только хозяину, но и эндосимбионту.

Хлоропласты

Показано, например, что свободноживущие клетки хлореллы, а также выделенные в культуру из парамеций и гидры, часто растворяются лизируются от внутривирусной инфекции, но в эндо-симбиотическом состоянии лизис никогда не наблюдается. Известны и еще более экзотические случаи симбиоза. Так, гастроподный моллюск Elysia viridis питается морской зеленой водорослью Codium fragili, клетки которой поглощаются фагоцитозом и перевариваются. Однако хлоропласты водоросли не растворяются, а продолжают длительно до трех месяцев функционировать в новом хозяине.

Теория эндосимбиотического происхождения эвкариотной клетки снимает многие трудности ее постепенного превращения из прокариотной и принята с теми или иными вариациями большинством биологов. Органеллы эвкариотной клетки, возникшие из ранее самостоятельных организмов, получили название ксеносом.

В дальнейшем появились данные о том, что симбиоз возникал неоднократно уже между эвкариотными организмами.

Причем возможен двойной и даже тройной эндосимбиоз, вследствие которого в клетки некоторых водорослей, как в матрешку, вставлены друг в друга более мелкие клетки. Такие организмы называют гетайрокариотами от греч. Эндосимбиоз как генеральная линия макроэволюции низших организмов не может не учитываться при построении классификационных схем. Эндосимбиотические фотосинтезирующие организмы или исторически превратились в хлоропласты, или выполняют их фотосинтетические функции.

Поэтому исследования хлоропластов и связанных с ними фотосинтетических пигментов играют важнейшую роль в понимании филогенетических связей между крупными таксонами. Как известно, большинство отделов водорослей названы по преобладающему цвету их клеток красные, бурые и т. Это говорит о том, что пигменты имеют исключительное значение для разделения больших групп.

Your browser is out of date

Среди пигментов водорослей выделяют три главные группы, отличающиеся по химическому составу и спектральным характеристикам. Пигменты и структура фотосинтетического аппарата водорослей. Два первых отдела — цианобактерии и прохлорофиты, вследствие прокариотного строения клетки, к водорослям в узком понимании как к группе эвкариотных организмов не относят. Все высшие растения содержат два типа хлорофиллов: а и b. У водорослей все сложнее: у всех имеется хлорофилл а ; у зеленых и эвгленовых присутствует и хлорофилл b у красных — а и d , у остальных групп золотистые, диатомовые, желто-зеленые, бурые и др.

Таким образом, по составу хлорофиллов можно выделить четыре группы водорослей: сине-зеленые; красные; зеленые и эвгленовые; остальные, у которых в окраске преобладают желтовато-бурые тона, называют хромофитами табл.

Многочисленные пигменты каротиноидной природы у водорослей часто маскируют зеленый цвет хлорофилла, окрашивая клетки в различные оттенки желтоватых и буроватых тонов подобно тому, как это происходит с осенними листьями высших растений. Одна из многочисленных функций каротиноидов — улавливание коротковолнового света сине-зеленого , проходящего в более глубокие слои воды, чем длинноволновый, на который настроены хлорофиллы а и b. Специфические каротиноиды фукоксантин и др.

хлоропласты водорослей

Эти пигменты также улавливают коротковолновый свет и расширяют возможности адаптации водорослей к обитанию в местах с различной интенсивностью и спектральным составом света. Фикобилипротеины обнаружены у представителей лишь трех отделов водорослей: сине-зеленых, красных и криптофитовых.

В зависимости от максимума поглощения лучей их разделяют на фикоэритрины красные пигменты и фикоцианины синие пигменты.

Хлоропл а сты от греч. Окрашены в зелёный цвет благодаря присутствию в них основного пигмента фотосинтеза — хлорофилла. Основная функция Х. У высших растений Х. Внутренние мембраны образуют единую непрерывную пластинчатую, или ламеллярную, систему, состоящую из замкнутых уплощённых мешочков цистерн — т.

Итак, зеленую окраску зеленым и эвгленовым водорослям придают хлорофиллы а и b , желтовато-коричневые тона хромофитам — хлорофилл с и каротиноиды, фиолетово-красный и голубоватый цвет красным и сине-зеленым — фикобилипротеины. Поскольку зеленая окраска большинства водорослей кроме зеленых маскируется другими пигментами, их пластиды называют не хлоропластами, а хроматофорами.

Справочник химика 21

В отличие от хлоропластов высших растений они разнообразны не только по окраске, но и по форме. Ультраструктура хлоропластов у разных водорослей также различна. У сине-зеленых хлоропласт как отдельная структура отсутствует, но в периферической части клетки расположены уплощенные мембранные пузырьки тилакоиды , содержащие фотосинтетические пигменты.

У красных водорослей такие же одиночные ламеллы, подобные тилакоидам сине-зеленых, окружены общей мембранной оболочкой. У группы хромофит длинные, часто огибающие хлоропласт, ламеллы соединены в пачки по две-три.

С их помощью происходит фотосинтез. Хлоропласты содержат хлорофилл. У зелёных растений являются двумембранными органеллами [Пр.

Наконец, у зеленых водорослей имеется несколько укороченных ламелл, образующих стопки, подобные гранам хлоропластов высших растений. Интересные данные получены при изучении оболочек, покрывающих хроматофоры.

Только у красных и зеленых водорослей оболочка состоит из двух мембран; у эвглен и динофитовых водорослей — их три, у криптомонад и всех хромофитовых водорослей — четыре, причем наружная мембрана связана с рибосомами и ядерной оболочкой, то есть представляет собой продолжение эндоплазматической сети, а пара внутренних мембран тесно примыкает к ламеллам.

Дополнительные оболочки хлоропластов обусловлены их эндосимбиотическим происхождением. Водоросли, имеющие хлоропласты лишь с двумя оболочками, приобрели их в результате трансформации прокариотного эндосимбионта.

Внутренняя мембрана — оболочка самого эндосимбионта, наружная — эндоцитозная мембрана, которая его поглотила. Сходство строения и пигментного состава фотосинтетического аппарата сине-зеленых и красных водорослей указывает на происхождение хлоропласта красных водорослей из сине-зеленого симбионта.

хлоропласты водорослей

Поскольку багрянки не имеют жгутиков, а их мужские гаметы спермации лишены плотной оболочки и способны к амебоподобным движениям, по-видимому, симбионт был захвачен амебоидным предком красных водорослей.

Переходный вид — Cyanidium caldarum — одноклеточная термофильная водоросль, имеющая эвкариотное ядро, но примитивное строение клетки и лишенная хлорофилла d.

Дальнейшая эволюция багрянок шла по линии приобретения хлорофилла d , усложнения строения хроматофора и многоклеточности. Вторая эволюционная линия — зеленые и эвгленовые водоросли. В г. По остальным признакам структуре ДНК, строению клеточной стенки, составу липидов Prochloron не отличался от цианобактерий.

хлоропласты водорослей

Затем в пресных озерах обнаружили нитчатые водоросли с такими же клетками, как и Prochloron, названные Prochlorothrix. Эти находки вызвали сенсацию, ибо был найден прямой прокариотный предок зеленых водорослей, а через, них и всех высших растений. Однако в последние годы энтузиазм в отношении этой гипотезы несколько приутих, поскольку рибосомальная РНК цианобактерий оказалась ближе к хлоропластной, чем рРНК Prochloron. У эвглен третья мембрана хлоропласта свидетельствует о его вторичном происхождении.

По ряду признаков эвгленовые водоросли близки к беспозвоночным животным из группы трипаносом. У них имеется глотка и они способны к миксотрофному смешанному питанию, аналогично трипаносомам устроены жгутики, такая же поверхность клетки пелликула , примерно одинаков аминокислотный состав цитохрома с.