Красные и бурые водоросли имеют хлорофилл


Хлорофилл. Что К.А. Тимирязев назвал исходной точкой жизни? | Мир вокруг нас

А Тимирязев говорил, что зерно хлорофилла — исходная точка всего того, что мы понимаем под словом «жизнь». Ученый посвятил много времени изучению этой загадки природы и написал несколько научных трудов на эту тему. Так что же такое хлорофилл и в чем его уникальность?

Большая часть лучей солнца гаснут для нас бесповоротно. Но если луч попадает на листок растения, он может сохраняться миллионы лет. Именно в растениях происходит процесс фотосинтеза, то есть превращения солнечной энергии в органические вещества благодаря наличию в листьях хлорофилла. При этом растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Растения «работают» как трансформаторы световой энергии в природе, можно сказать, что хлорофилл — это концентрация солнечной энергии на нашей планете. Растительная фабрика ежегодно создает миллиарды тонн органического вещества. Это величайший химический процесс в природе.

Хлорофилл придает растениям зеленый цвет, а по своей структуре похож на молекулы гемоглобина крови, поэтому его также называют кровью растений. Растения могут жить лишь там, где есть свет. Если поставить комнатное растение в темное место на длительное время, то его листья побелеют или пожелтеют. А когда вернуть обратно на окно — опять станут зелеными. Почему листья осенью желтеют? Потому что в них прекращается образование хлорофилла и на ярком свету продолжается его разрушение. Интересно, что в пасмурную погоду листья дольше сохраняют свой зеленый цвет, а несколько солнечных осенних дней быстро красят деревья в желто-красный.

Большая часть растений на планете содержат хлорофилл, даже краснолистные разновидности орешника. Однако есть исключения, например, растение петров крест, в котором хлорофилл полностью отсутствует. Красные и бурые водоросли содержат другие пигменты для обеспечения фотосинтеза.

Иногда можно встретить светло-желтые или белые экземпляры обычных видов растений. Их называют растения-альбиносы. Это явление обычно является следствием болезни и нарушения обмена веществ, такие листья неспособны к фотосинтезу. Количество хлорофилла на единицу площади суши или моря неодинаковое. Меньше всего его в глубинах океана, пустынях, высоко в горах, больше всего — в массовой культуре одноклеточной водоросли хлореллы.

Еще издавна хлорофилл использовался в медицине для заживления ран и язв, в наше время проводятся научные исследования по разработке новых медицинских препаратов для лечения инфекционных, онкологических заболеваний, для выведения токсинов из организма. Ученые проводили опыты на мышах: прививали клетки опухоли толстой кишки. Мыши, которые ели пищу, богатую хлорофиллом, не заболевали. Это еще раз подтверждает, что употребление зелени полезно для профилактики различных заболеваний. Иногда можно увидеть, как кошка или собака едят траву. Животные на интуитивном уровне чувствуют, что им необходима зелень.

Сейчас ученые научились добывать хлорофилл промышленным способом, чаще всего из люцерны. Хлорофилл также используют как пищевой краситель зеленого цвета, обозначается Е-140. Но в более доступном виде хлорофилл может поступать в наш рацион с такими растениями, как шпинат, ревень, салат, листья крапивы, одуванчика, петрушки, укропа и т. д. Но надо помнить, что при высоких температурах он быстро разрушается.

Можно с уверенностью сказать, что хлорофилл — одна из самых больших загадок природы и необходимое условие жизни. Сейчас ученые работают над созданием процесса искусственного фотосинтеза, первые результаты уже были получены в США и Японии. В будущем это поможет создать эффективный и дешевый способ использования солнечной энергии, учитывая ограниченные запасы полезных ископаемых на планете.

Красный, бурый, зеленый.... Я познаю мир. Ботаника

Красный, бурый, зеленый...

Все водоросли делят на несколько крупных групп, или отделов, в соответствии с их окраской. Среди них особенно выделяются бурые, красные и зелёные водоросли. Раньше к водорослям причисляли еще и цианобактерий (см. с. 15), диатомей, эвглен и динофлагеллят (см. с. 77). С этими организмами мы уже познакомились в разделах, посвященных бактериям и простейшим. Все красные и бурые водоросли за несколькими исключениями живут в морях и океанах. В отличие от теплолюбивых красных водорослей, бурые водоросли отдают предпочтение холодным и умеренным водам как северного, так и южного полушария. Представители отдела зеленых водорослей, наоборот, населяют преимущественно пресные водоемы, хотя среди них есть и морские виды, например ульва.

Красные водоросли в основном встречаются на глубинах более 35 м, на глубинах от 6 до 30 м преобладают бурые водоросли, а на глубине до 6 м от поверхности воды в основном встречаются зеленые водоросли. Случайно ли такое распределение? Оказывается, нет.

Водоросли: 1красные; 2бурые; 3зелёные; 4жёлтозелёные; 5золотистые

Давайте вспомним, что мы знаем о цвете с точки зрения физики. Известно, что белый цвет состоит из излучений семи цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового. Также известно, что цвет предмета определяется тем, какие лучи он отражает от своей поверхности: красные, предметы отражают красные лучи, поглощая все остальные. Мы видим, естественно, только отраженный свет. Так и окраска водорослей зависит от того, какого цвета лучи ими улавливаются, а какого – отражаются.

Растениям придают цвет особые вещества – пигменты, с помощью которых они улавливают энергию солнечных лучей. Образно выражаясь, пигменты – это своего рода световые ловушки. На небольших глубинах, где царствуют зеленые водоросли, растения в основном поглощают красно–оранжевые лучи и отражают зеленые. В этом им помогает зеленый пигмент – хлорофилл.

Но помимо хлорофилла, имеющегося у всех фотосинтезирующих организмов, у растений есть и другие пигменты. На глубине до тридцати метров, где преобладают желтые лучи солнечного спектра, встречаются в основном бурые водоросли. У бурых водорослей хлорофилл маскируется желто–коричневыми пигментами из группы каротиноидов. С каротиноидами вы хорошо знакомы – это они окрашивают морковь и осенние листья в оранжевый цвет. На большие глубины проникают лучи зеленого и голубого цвета. Их улавливают пигменты красных водорослей: голубой – фитоцианин, и красный – фикоэритрин. Хлорофилл у них тоже есть, но опять же маскируется красными пигментами.

Вообще, низшие растения при всей простоте своего строения демонстрируют удивительное разнообразие пигментов. (Если вы помните, бактерии тоже устроены просто и однотипно, однако, в биохимическом отношении невероятно разнообразны и изобретательны.) Помимо обязательных для всех растений хлорофилла и каротиноидов, водоросли содержат ряд свойственных только им пигментов: фикоэритрины, фикоцианины, фукоксантин, ксантофиллы, а также разновидности хлорофилла, неизвестные высшим растениям. Каждый из этих пигментов улавливает определенную часть спектра солнечного света. Содержание большого набора пигментов позволяет водорослям максимально полно использовать энергию солнца, поэтому в мастерстве светоулавливания низшие растения не знают себе равных. Это позволяет им расти на глубинах, недоступных вторичноводным растениям, и в темных пещерах, куда почти не проникает свет.

Для жизни на поверхности земли нужны другие приспособления. Как правило, света здесь достаточно, но растения часто испытывают недостаток влаги. Нитчатая зеленая водоросль трентеполия часто поселяется на коре старых деревьев, окрашивая их стволы в кирпично–красный оттенок. Особенно красиво смотрятся налеты трентеполии на белом фоне коры берез.

Трентеполия. 1 – толстостенные оболочки; 2 – капли масла

Яркую окраску слоевищу водоросли придают капли оранжевого масла, содержащиеся в каждой клетке. Зимой водоросли промерзают насквозь, а в сухое лето временами совершенно высыхают, впадая в анабиоз, но все же сохраняют жизнеспособность, и, как только влажность увеличивается, снова пускаются в рост. Для продолжения роста трентеполия использует любую возможность: капли тумана и росы, брызги дождя. Клетки трентеполии защищены от высыхания толстыми слоистыми оболочками, а капли масла, запасающиеся в цитоплазме клетки, водоросль, вероятно, использует в качестве внутреннего источника воды, как верблюд использует жир в горбу, – дело в том, что при расщеплении жиров образуется большое количество воды.

В стремлении жить на суровой, негостеприимной суше трентеполия не одинока. К ее «коллегам» относится и зеленая водоросль плеврококк, образующая порошковатые ярко–зеленые налеты у основания деревьев и пней. На суше во влажных местах могут встретиться и разнообразные виды хлореллы и хлорококка, обычно живущих в водоемах.

1хлорелла; 2хлорококк; 3плеврококк

Плеврококк, хлореллу и хлорококк мы с вами только что отнесли к одноклеточным зеленым водорослям, а так похожие на них хламидомонаду, вольвокс, эвдорину и гониум, если вы помните, мы рассматривали в главе «Простейшие». Так кто же они, в конце концов?! Еще совсем недавно все перечисленные выше организмы без колебаний относили к зеленым водорослям. Однако многие из этих «водорослей» имеют совсем не растительные признаки: активно передвигаются, лишены клеточной стенки из целлюлозы, характерной для всех растений, некоторые не содержат хлорофилл. Сейчас доказана способность почти всех этих «водорослей» поглощать готовые органические соединения. Поэтому некоторые ученые стали причислять их к царству простейших. Правильнее, наверное, было бы сказать, что одноклеточные зеленые водоросли – это промежуточная группа организмов, одной ногой стоящая в царстве простейших, а другой – в царстве растений. Вот и приходится рассказывать о них и как о простейших, и как о растениях.

Не менее 2000 видов водорослей встречаются в почве. Особенно интенсивно почвенные водоросли развиваются в условиях тепла и повышенной влажности. При благоприятных условиях их масса может достигать 300 кг/га. Это вполне сравнимо с численностью почвенных грибов.

Основное количество водорослей сконцентрировано в самых верхних слоях почвы: до глубины 2 см. Глубже 10–20 см число водорослей ничтожно, там уже совсем нет света.

Почвенные водоросли способствуют накоплению органического вещества. Их остатки вовлекаются в процесс создания перегноя грибами и бактериями. Но особенно важна почвообразующая роль водорослей там, где не могут расти высшие растения. На пустынных такырах или промышленных отвалах нет ни опавшей листвы, ни сухостоя, ни валежника. Здесь водоросли являются единственными источниками органических веществ для многочисленного животного населения: простейших, почвенных клещей, нематод, многоножек, дождевых червей, личинок насекомых. Вся эта масса живых существ, отмирая, становится материалом для создания тонкого слоя почвы, на котором позже поселяются высшие растения.

Водоросли способствуют улучшению структуры почвы и даже уменьшают процесс выветривания. Слизистые чехлы клеток склеивают почвенные частицы, а нитчатые водоросли оплетают их густой сетью, удерживая на месте.

Бурые водоросли хлорофилл - Справочник химика 21

    Высшие растения и зеленые водоросли содержат хлорофил- лы а н Ь, бурые и диатомовые водоросли — хлорофиллы а и с,. красные водоросли — хлорофиллы and. [c.158]

    Определение средней кривой поглощения смеси пигментов еще не даст нам желаемых сведений о кривых поглощения индивидуальных пигментов, однако это уже будет некоторым шагом в правильном направлении отдельные участки этой средней кривой поглощения будут относиться к одному пигменту или к небольшой группе связанных веществ (например, участок выше 550 лц в зеленых растениях связан с хлорофиллами а и а в бурых водорослях—с хлорофиллами а и с). Обнаруживая на этих участках Определенные изменения в форме полос поглощения, мы можем, по аналогии, предполагать, что такие же изменения имеют место и для полос тех же пигментов в областях сложного поглощения. Однако различная поляризуемость молекулы в различных электронных состояниях и возможность резонансных эффектов между молекулами с перекрывающимися полосами поглощения требуют осторожности в использовании подобных аналогий. Можно надеяться, что, получая истинные кривые поглощения клеток или пластид с различным содержанием отдельных пигментов, мы будем накоплять материал, анализ которого приведет к определению кривых поглощения отдельных слагающих. Здесь также выводы необходимо делать с большой осторожностью по причине резонансных явлений, которые могут нарушать простую аддитивность коэффициентов поглощения. [c.128]


    Бурые водоросли, так же как и диатомовые, не содержат хлорофилла Ь и поэтому должны были бы (см. стр. 130) пропускать более свободно в области 460—540 мц по сравнению с зелеными растениями. В действительности же, как показывает их цвет, они поглощают значительные количества зеленого света (510—570 мц) — гораздо больше, [c.132]

    Теперь мы вкратце опишем эксперименты с освещением неопределенной (возможно, частично насыщающей) интенсивности, которые могут быть приведены в поддержку гипотезы об активном участии каротиноидов бурых водорослей в процессах фотосинтеза. Так как в бурых водорослях отсутствует хлорофилл Ь и вследствие этого значение каротиноидов для поглощения света в области между 450 и 500 решения вопроса об участии каротиноидов в процессе фотосинтеза в этих организмах, повидимому, более благоприятны, чем в зеленых растениях. Здесь, однако, также необходимо учитывать возможную роль хлорофилла с в поглощении в данной области спектра. [c.619]

    Зеленые пигменты растений — хлорофиллы, сенсибилизирующие процессы фотосинтеза, — также являются производными порфина, в Которых атомы азота пиррольных групп связаны с магнием. Существуют несколько форм хлорофиллов, различающихся между собой ТОЛЬКО некоторыми радикалами, замещающими водородные атомы в Р-положении пиррольных колец. Основным компонентом фотохимической системы высших растений и водорослей является хлорофилла. В высших растениях и зеленых водорослях содержится и второй фотохимический компонент — хлорофилл Ь, г в бурых и диатомовых водорослях — хлорофилл с, в красных водорослях — хлорофилл й. В фотосинтезирующих бактериях, в синезеленых водорослях и-в других организмах содержатся другие разновидности хлорофиллов и родственных им систем. [c.507]

    Хлорофилл с 445, р25 водоросли Диатомовые и бурые водоросли [c.42]

    В этих экспериментах материал для исследования выбран более удовлетворительно, чем Б опытах Монфорта (одноклеточные водоросли вместо толстых слоевищ), однако использование широких спектральных полос и полное отсутствие измерений поглощения, которые позволили бы приблизительно определить долю некоторых пигментов в поглощении, делает результаты этих экспериментов также ненадежными. Мотес и его сотрудники указали на трудность оценки поглощения пигментов из-за разницы в спектре каротиноидов in vivo и in vitro. На существование такой разницы ясно указывает перемена окраски от бурой к зеленой, происходящая при помещении бурых водорослей в горячую воду (по мнению названных авторов, такая обработка разрушает молекулярную связь каротиноидов с хлорофиллом и белками). [c.622]


    В 80%-ном ацетоне хлорофилл а имеет интенсивную и узкую полосу поглощения с Ятах = 663 НМ (15 100 СМ ) у хлорофилла а в составе хлоропластов этот максимум сдвинут в красную область — основная часть хлорофилла поглощает при 678 нм. В зеленых листьях почти неизменно присутствует хлорофилл Ь (рис. 13-19). Максимум поглощения этого соединения в ацетоне равен 635 нм (15 800 ом ). Хлорофилл с обнаруживается у диатомей, бурых водорослей (РЬаеорНу1а) и панцирных жгутиковых (рис. 1-7)-, он не содержит фитольной группы и, как полагают, является смесью двух соединений. Хлорофилл й, который наряду С хлорофиллом а присутствует в некоторых видах Я1ю(1орНу1а (гл. 1, разд. Г, 3), охарактеризован лишь частично [77]. [c.40]

    Хлоропласты — небольшие зеленые тела, включенные в цитоплазму высших растений и зеленых водорослей. Вместе с соответственными органами красных и бурых водорослей они входят в более широкое понятие хромопластов. Сине-зеленые водоросли вовсе не содержат хромопластов вероятно, зеленые и пурпурные бактерии также их не имеют (см. Метцнер [18]). На важность хромопластов для фотосинтеза указывает тот факт, что в них сконцентрирован весь хлорофилл, а также и прочие относяш иеся к фотосинтезу пигменты— каротипоиды и фикобилины. [c.359]

    Вильштеттер и Паж [34] считали, что в бурых водорослях содержится менее 5% хлорофи.1ла Ъ, но многие исследователи [57, 68, 73, 78] снизили этот предел до l /o- Они также распространили экспериментальное доказательство отсутствия хлорофилла Ъ на диатомовые, красные и синие водоросли. Паж [108] утверждал, что диатомовые водоросли могут содержать до 10% хлорофилла Ъ, но Стрейн и Мэннниг [78] объясняют его результаты смешением с хло-рофуцином или. хлорофиллом с, вопрос о существовании которых будет рассмотрен ниже. Отсутствие хлорофилла Ь легко можно доказать благодаря отсутствию его полосы в спектре флуоресценции бурых водорослей [33, 43]. [c.407]

    Понятие филогенетической адаптации растений к преобладающей интенсивности и окраске света исходит из наблюдении над вертикальным распределением морских водорослей. Известно, что в мелких водах преобладают зеленые водоросли, в глубоких — красные, а бурые водоросли занимают промежуточное положение. Энгельман [130, 131] иринисывает это распределение приспособлению водорослей к преобладающей окраске света. Солнечный свет, проходя через несколько метров воды, становится сине-зеленым. Следовательно, растения, живущие глубоко под водой, не получают достаточного количества света, поглощаемого зеленым хлорофиллом или желтыми каротипоидами. Фукоксантол поглощает немного зеленого света, тогда как красный фикоэритрин способен поглощать лучи спектральной области, пропускаемые толстыми слоями морской воды. [c.423]

    Для спектра поглощения хлорофилла с, называемого также хло-рофуцином (см. т. I, стр. 408), характерна полоса в области 630 Ж(а. Стрейн и Мэннинг [47] определили спектр экстинкции этого вещества сначала путем

ХЛОРОФИЛЛЫ — Большая Медицинская Энциклопедия

ХЛОРОФИЛЛЫ (греческий chloros зеленый + phyllon лист) — пигменты растений, а также некоторых микроорганизмов, с помощью которых улавливается энергия солнечного света и осуществляется процесс фотосинтеза. Участвуя в фотосинтезе (см.), хлорофиллы играют огромную биол. роль.

Существует четыре вида хлорофиллов: a, b, c и d. Высшие растения содержат хлорофиллы a и b, бурые и диатомовые водоросли — хлорофиллы а и с, красные водоросли — хлорофилл d. Кроме того, некоторые фотосинтезирующие бактерии содержат аналоги хлорофиллов — бактериохлорофиллы. В основе молекул хлорофиллов лежит магниевый комплекс порфиринового цикла (см. Порфирины). К одному из пиррольных колец присоединен остаток многоатомного спирта фитола, благодаря чему хлорофиллы получили возможность встраиваться в липидный слой мембраны хлоропластов.

Выделение хлорофиллов в чистом виде и разделение их на два компонента (хлорофиллы а и b) впервые было осуществлено русским ботаником М. С. Цветом с помощью разработанного им метода хроматографии (см.). Им же было доказано, что в листьях растений хлорофиллы сопровождает ряд желтых спутников — каротиноидов (см.). Структурная формула хлорофиллов установлена Фишером (Н. Fischer) в 1940 году М. В. Ненцкий и его ученики доказали хим. родство гемоглобина (см.) и хлорофиллов растений. В изучении физиологической роли хлорофиллов большое значение имели исследования К. А. Тимирязева. Полный синтез хлорофиллов произвели независимо друг от друга Штрелль (М. Strell) и Вудворд (R. В. Woodword) в 1960 году.

Хлорофиллы являются главной составной частью пигментного аппарата высших растений, мхов, водорослей, фотосинтезирующих бактерий. Содержание их в растениях зависит от вида растения, обеспеченности минеральным питанием и других условий. Количество хлорофиллов в растениях колеблется от 1,7 до 5% в пересчете на сухой вес. Концентрация их на поверхности листа определяет интенсивность поглощения растением света, если уровень хлорофиллов не превышает 2 мг/дм2. При содержании хлорофиллов от 3 мг/дм2 и выше коэффициент поглощения света приближается к 97 —100% и не зависит от количества пигмента.

В клетках зеленого листа хлорофиллы находятся в особых органеллах — пластидах, которые называются также хлорофилловыми зернами, или хлоропластами. Каждый хлоропласт растения Mnium medium имеет объем 4,1 X 10-11 см3 и содержит 1,3*109 молекул хлорофилла, ограничен двойной липопротеидной мембраной и заполнен белковой стромой. Чередующиеся пластинки белка и окрашенных пигментно-липидных слоев образуют включения в строме (граны). Расстояния между молекулами пигмента в тонком моно- или бимолекулярном слоях невелики; каждая из пары молекул может быть связана с ферментами типа цитохрома (см. Цитохромы), способного отдавать электрон хлорофиллу, а другая — с акцептором электрона типа ферредоксина.

Процесс фотосинтеза начинается с поглощения кванта света пигментной системой растения. Участие промежуточных систем в цепи переноса электрона показано на схеме:

где X — хлорофилл, ЦИТ — цитохромы, ФД — ферредоксин, ФЛ — флавиновые системы, hv — квант света.

Важное значение в функционирующей фотосинтетической единице имеет процесс миграции энергии между различными формами хлорофилла. Активно функционирующая фотосинтетическая единица содержит 200—400 молекул хлорофилла, которые работают как единая светоулавливающая система, поглощающая один квант света. За один цикл работы на каждые 3000 молекул хлорофилла высвобождается одна молекула кислорода. Установлено, что спектрально различные формы хлорофилла образуют лестницу энергетических уровней, по которой поглощенная энергия «стекает» к реакционным центрам. Спектральные исследования позволили расчленить формы хлорофилла на три основные группы (коротковолновые, длинноволновые и промежуточные) в соответствии с их ролью в поглощении и переносе энергии.

У фотосинтетических бактерий также обнаружены субклеточные частицы, содержащие бактериохлорофилл. Это уплощенные диски диаметром 100 нм, носящие название хроматофоры.

Структуры пигментобелковых комплексов в организации фотосинтетических мембран различных организмов, включая бактерии, водоросли и высшие растения, сходны. Полипептиды хлорофиллобелкового комплекса синтезируются внутри хлоропластов; они состоят из главного полипептида с мол. весом (массой) 73 000 и трех минорных с молекулярным весом (массой) 47 000, 30 000 и 15 000 единиц.

Синтез и обновление пигмента в растущей зеленой ткани протекают с высокой скоростью. С возрастом ткани процесс биосинтеза хлорофилла замедляется. На первых этапах биосинтеза хлорофилла путем конденсации двух молекул δ-аминолевулиновой кислоты формируется порфо-билиноген — производное пиррола, которое в результате ряда превращений дает соединение, содержащее порфириновое ядро — протопорфирин. Из протопорфирина образуется непосредственный предшественник хлорофилла — протохлорофиллид, содержащий атом магния. Затем после присоединения многоатомного спирта фитола образуется хлорофилл.

Этапы от порфобилиногена до протопорфирина и от протопорфирина до хлорофилла а осуществляются по одной из двух схем:

Первая реакция преобладает в листьях этиолированных (то есть выросших в темноте) растений, вторая — в зеленых. Терминальные стадии биосинтеза пигментного аппарата ускоряются при участии единого полиферментного хлорофилл-синтетазного комплекса. В связи с этим естественна зависимость биосинтеза хлорофилла от скорости белкового синтеза и торможения его ингибиторами синтеза белка. Синтез пигментов замедляется также при снижении температуры и полностью прекращается при температуре ниже —2°, тогда как фотосинтез продолжается и при отрицательных температурах, вплоть до —24°. Процесс нарушается при недостаточности железа и избытке марганца.

Образование хлорофилла b происходит последовательно через хлорофилл а путем окисления. Реакция превращения идет на свету; промежуточной стадией является образование фермент-белкового комплекса.

Есть указания на зависимость скорости реакции от работы электронно-транспортной цепи и соотвественно скорости генерации НАДФН и НАДН как доноров водорода. Остаются неясными стадии синтеза на участке включения магния, превращения Mg-порфиринов, а также этерификации фитолом остатка нропионовой кислоты IV пиррольного кольца.

Способность зеленых растений образовывать в процессе фотосинтеза сложные органические вещества из двуокиси углерода и воды определяется присутствием в них хлорофиллов. При этом содержание пигментов хлорофилла а и хлорофилла Ъ не зависит от географических особенностей местности. Содержание хлорофилла а в большей степени подвержеко влиянию физиологических и экологических условий, чем содержание хлорофилла Ъ.

Описаны изменения хлорофиллов в онтогенезе растений. Их содержание возрастает в фазу кущения, в фазу цветения и завязывания плодов. По уровню хлорофилла можно определить готовность растений к цветению. После завершения ростовых процессов накопление хлорофилла прекращается, и обновление молекул пигмента происходит внутри хлоропласта, не будучи связано с образованием новых хлоропластов.

Принцип фотосенсибилизирующего действия хлорофиллов при фотосинтезе был обоснован К. А. Тимирязевым и включает возбуждение пигмента светом с переходом пигмента в синглетное или триплетное состояние и последующими обратимыми фотохимическими изменениями. Хлорофилл на разных этапах может служить фотохимическим донором или акцептором электронов.

Поскольку тетрапиррольным структурам, содержащим комплексно связанный атом железа, принадлежит важная роль в тканевом дыхании млекопитающих (см. Гемоглобин), хлорофилл и его металлопроизводные (т. е. соединения, в структуру которых вместо магния введены медь, железо, цинк, кадмий или серебро) используют в медицине в качестве антигипоксических средств. Металлопроизводные хлорофилла получили название «феофитинаты». Их антигипоксический эффект связывают с тетрапиррольной структурой и присутствием атома металла. Водорастворимые препараты хлорофилла обладают антибактериальной и противовирусной активностью, особенно Ag-феофитинат. Гемопоэтические, общетонизирующие свойства присущи хлорофиллину натрия, который используют также в качестве биостимулятора.

См. также Ассимиляция, Пигментный обмен, Пигменты, Порфирины.


Библиогр.: Годнев Т. Н. Хлорофилл, Его строение и образование в растении, Минск, 1963, библиогр.; Красновский А. А. Уровни светового регулирования фотосинтеза, в кн.: Теоретические основы фотосинтетической продуктивности, под ред. А. А. Ничипорови-ча, с. 23, М., 1972; Мецлер Д. Э. Биохимия, Химические реакции в живой клетке, пер. с англ., т. 1—2, М., 1980; Проблемы биосинтеза хлорофиллов, под ред. А. А. Шлыка, Минск, 1971; Шлык А. А. Метаболизм хлорофилла в зеленом растении, Минск, 1965, библиогр.; Е igenberg К. Ё., С г о a s-m u n W. R. a. Chan S. I. Chlorophyll a in bilayer membranes, Biochim. biophys. Acta, v. 679, p. 353, 1982; Metabolic pathways, ed. by D. M. Greenberg, v. 2, N. Y.— L., 1967; Olson J. M. Chlorophyll organization in green photosynthetic bacteria, Biochim. biophys. Acta, v. 594, p. 33, 1980.


Строение водорослей, подготовка к ЕГЭ по биологии

Водоросли относятся к низшим растениям, наиболее примитивным: у них отсутствует разделение организма на стебель, корень и листья. Спешу заметить, что термин "низшие растения" - отжившее понятие, использовавшееся в ботанике до второй половины XX века.

Современная биология не считает дифференциацию тканей определяющим различием, сейчас существенным считают фундаментальные различия в строение клеток, обмене веществ. Тем не менее, во многих устаревших пособиях этот термин используется, и я обязан предупредить вас о нем.

Наука о водорослях называется альгология (от лат. alga — морская трава, водоросль и греч. λόγος — учение).

Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные, некоторые водоросли достигают в длину 100-200 метров. Способ питания водорослей автотрофный: они синтезируют органические вещества в процессе фотосинтеза. Солнечный свет, проходя через толщу воды, рассеивается, что делает фотосинтез с увеличением глубины все труднее и труднее. Поэтому кроме хлорофилла они часто имеют и другие пигменты.

Клетки водорослей характеризуются наличием клеточной стенки (из целлюлозы и гликопротеинов - от греч. glykys сладкий (углеводы) + греч. prōtos — первый, важнейший (белок)) Органоиды располагаются в цитоплазме (син. - внеядерной протоплазме), где также располагается(-ются) один или несколько хроматофоров. Размножение происходит бесполым, вегетативным или половым путем.

Тело водорослей представлено слоевищем (син. - талломом) - недифференцированным скоплением клеток. С помощью ризоидов (от др.-греч. ῥίζα — корень и εἶδος — вид) водоросли прикрепляются к субстрату (камням, коралловым полипам), функцию всасывания ризоиды не выполняют. У водорослей отсутствуют настоящие ткани, механических тканей нет, так как таллом водоросли поддерживается (парит) в толще воды. Нет проводящих тканей: каждая клетка имеет доступ к воде напрямую, так что в клетку из окружающей воды поступает кислород, а в воду удаляется углекислый газ.

Хроматофор (от греч. chroma - цвет и phoros - несущий) - органелла в клетке водоросли, аналогичная хлоропласту и осуществляющая фотосинтез. Отличается от хлоропласта упрощенным строением, меньшим размером и иным составом хлорофилла. Внешне отличаются между собой по форме, хроматофор может быть: чашевидный, спиралевидный, в виде незамкнутых колец, цилиндрические, лентовидные, дисковидные. В хроматофорах находятся пигменты, которые придают окраску растению.

Система вакуолей в клетках водорослей развита отлично, в подвижных клетках водорослей можно обнаружить пульсирующие (сократительные) вакуоли. Их основная функция - поддержание постоянного осмотического давления внутри клетки. Вообразите: в глубине океана находится клетка водоросли, в которую постоянно поступает много воды. Если бы не было таких сократительных вакуолей, то клетка просто лопнула бы, но их работа обеспечивает удаление избытка воды.

Также у многих подвижных водорослей в клетках присутствует светочувствительный глазок (стигма), что обуславливает их чувствительность к свету - фототаксис. Подвижные водоросли стремятся занять как можно более освещенное место, чтобы активно шел процесс фотосинтеза.

Жизненный цикл водорослей

Жизненные циклы водорослей разнообразны, обусловлены рядом экологических факторов. Мы разберем жизненный цикл на примере зеленой водоросли ульвы (морского салата).

Для начала отметим, что в целом жизненный цикл водорослей представляет собой чередование двух фаз: гаплоидной (гаметофита) и диплоидной (спорофита). Гаплоидной фазой называется фаза, при которой клеточные ядра содержат непарный (половинный) набор хромосом. К гаплоидной фазе всегда принадлежат гаметы: сперматозоиды, спермии (отличающиеся от сперматозоидов отсутствием жгутика), яйцеклетки.

При слиянии двух гамет: яйцеклетки (n) и спермия (n) образуется зигота (2n) из которой развивается спорофит (2n), таким образом, в спорофите восстанавливается диплоидный набор хромосом. В зооспорангии на спорофите в результате мейоза образуются зооспоры (n), которые делятся митозом, порастают и образуют мужские и женские гаметофиты (n). Клетки гаметофитов делятся митозом, образуются гаметы (n), которые сливаются в зиготу (2n), цикл замыкается.

Типы половых процессов

У водорослей выделяют несколько типов полового процесса:

  • Изогамия - копулирующие элементы (гаметы) не отличаются друг от друга, подвижны
  • Анизогамия - от греч. anisos неравный и gamos брак (гетерогамия) - при таком типе копулирующие элементы различаются по размерам, форме, величине, поведению
  • Оогамия - от др. греч. ᾠόν яйцо и γάμος брак - копулирующие элементы резко отличаются друг от друга: крупная женская гамета без жгутиков обычно с мужской мелкой подвижной гаметой. Допустимо считать оогамию в некотором смысле подтипом анизогамии.

Особо стоит выделить тип полового процесса - конъюгацию. Конъюгация отличается тем, что сливаются не гаметы, а обычные вегетативные клетки, лишенные жгутиков. Клетки соединяются друг с другом с помощью боковых выростов, формируется копуляционный (конъюгационный) канал, по которому содержимое из одной клетки перетекает в другую - образуется зигоспора. В дальнейшем из зигоспоры развивается новая водоросль.

Отметим, что зооспора представляет собой подвижную клетку, которая способна двигаться в воде с помощью жгутиков. Образуется она в зооспорангии. Зооспора участвует в бесполом размножении у многих водорослей и простейших грибов. У некоторых водорослей имеются апланоспоры (гр. aplanes неподвижный + spora семя) - неподвижные безжгутиковые споры. Зооспоры и апланоспоры выходят в окружающую среду, разрывая стенки спорангия, в котором они находятся.

Значение водорослей

В Мировом океане водоросли составляют основную часть биомассы. Именно они являются главными продуцентами (производителями) органического вещества, преобразуя в ходе фотосинтеза энергию солнечного света в энергию химических связей. Значение водорослей для человека трудно переоценить: содержащиеся в них вещества необходимы для нормального роста и развития животных и человека (к примеру, морская капуста (ламинария) отличается большим содержанием йода.)

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Водоросли зелёные, красные и бурые

Описание слайда:

Отдел бурые водоросли, возможно, самый совершенный среди водорослей, включает в себя 1500 видов, большинство из которых – морские организмы. Отдельные экземпляры бурых водорослей могут достигать в длину 100 м; они образуют настоящие заросли, например, в Саргассовом море. У некоторых бурых водорослей, например, ламинариевых, наблюдается дифференциация тканей и появление проводящих элементов. Многоклеточные слоевища своей характерной бурой окраской обязаны пигменту фукоксантину, который поглощает большое количество синих лучей, проникающих на большую глубину. Таллом выделяет много слизи, заполняющей внутренние полости; это препятствует потере воды. Ризоиды либо базальный диск настолько плотно прикрепляют водоросль к грунту, что оторвать её от субстрата чрезвычайно сложно. У многих представителей бурых водорослей имеются воздушные специальные пузыри, позволяющие плавающим формам удерживать слоевище на поверхности, а прикреплённым – занимать вертикальное положение в толще воды. В отличие от зелёных водорослей, многие из которых растут по всей длине, у бурых водорослей есть верхушечная точка роста.

Водоросли - множественные

Водоросли - множественные Первая лекция

Alga - единственное число, Algae - множественное число

Заказы на водоросли очень специализированы и отличаются друг от друга. Изменение классификации часто.

Первоначально классификация проводилась только по цвету и форме.
Световая микроскопия 1800-х годов
1935 - 1980 Опубликованы 16 различных основных классификационных схем
1960-е годы Электронная микроскопия - ультраструктура
1. Митоз и цитокинез.
2.Жгутиковый аппарат
3. Покрытия и весы ячеек
1980-е годы Молекулярный уровень
1. ПЦР
2. Картирование генов

График времени

Оценки:
3,5 - 3,7 миллиарда лет назад, первые цианобактерии CO 2 = 10% атмосферы
2004 CO 2 концентрация = 0,038% или 380 частей на миллион

По мере роста сине-зеленых водорослей O 2 выбрасывается в атмосферу которые действуют как токсин для анаэробных форм жизни и приводят к появлению эукариот.(часть Гипотезы Гайи)

Самым ранним многоклеточным организмом были красные водоросли, или Rhodophyta (около 1 миллиард лет)

Таксономия:

Отдел или тип водорослей

(Царство) - водоросли {эукариоты с протистами, прокариоты с монеранами}
Дивизия
Класс
Заказать
Семья
Род
видов

Пример:
Подразделение: Хлорофиты
Класс: Ulvophyceae
Заказ: Ulvales
Семейство: Ulvaceae
Род: Ulva
Виды: lactuca
Общее название: «морской салат».

Основные подразделения:

Прокариоты

Цианобактерии (сине-зеленые водоросли или Cyanophyta)

Все три разных названия одного и того же организма (сине-зеленые водоросли).

Эукариоты 2 мембраны вокруг хлоропласта

Отдел Rhodophyta (Красные водоросли)

Отдел Chlorophyta (Зеленые водоросли)

3 мембраны вокруг хлоропласта

Division Orchrophyta (бурые водоросли, диатомовые водоросли и др.)

Одноклеточные жгутиковые организмы

Отдел Haptophyta

Отдел Dinophyta - (динофлагелляты) (красные приливы / Pfisteria )

Отдел Euglenophyta

Отдел Cryptophyta

ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ

  1. Легкие сборочные пигменты
  2. Запасы полисахаридов
  3. Сотовая организация
  4. Молекулярная филогения
  5. Морфология
  6. Экология
1.Отряды водорослей, идентифицированные по фотосинтетическим пигментам

все водоросли содержат хлорофилла а явный признак того, что есть общий предок водорослей

Хлорофилл а поглощает свет от 400 до 700 нм

PAR- Активное фотосинтетическое излучение (поглощающее световое излучение)

длина волны = 400 нм - синий ----------------------------------- 700 нм - красный

Вспомогательные пигменты - дополнительные пигменты, помогающие хлорофиллу А привлекать и поглощать более эффективно

Пигменты

Синий Зеленый- (Цианобактерии)

  • Фикобилины
  • Хлорофилл а
Зелень (Chlorophyta)
  • Хлорофилл а
  • Хлорофилл b
  • Ксантанс
  • Каротиноиды
Красные (Rhodophyta)
  • Хлорофилл а
  • Фикоэритрин (красный пигмент)
  • ,00
Коричневые (Chromophyta)
  • Хлорофилл а
  • Смесь форм хлорофилла c 1 & c 2
  • Фукоксантин
Вышеуказанное помогает расти в более глубокой воде с меньшим количеством света.

Структура ячейки:

Цианобактерии - содержат тилакоиды - фотосинтетический пигмент также в хлоропластах других водорослей

Клетка делится бороздками - отщепляет посередине и делит органеллы и расщепленное ядро ​​и хлоропласт.

Тела водорослей называются THALLUS

Они бывают нескольких форм:

  • Unicells
  • Нити
  • Колонии - (volvox)
  • Паренхиматозный (3 размера - лезвия, цилиндры, трубки и т. Д.)
Жизненные циклы Клетки подвергаются мейозу и производят гаметы

, который предохраняет

форма зиготы

которые затем образуют слоевище

Клетка претерпевает мейоз, производит гаплоидные споры .

Бурые водоросли | класс водорослей

Бурые водоросли , (класс Phaeophyceae), класс около 1 500 видов водорослей в подразделении Chromophyta, распространенных в холодных водах вдоль континентального побережья. Цвет разновидностей варьируется от темно-коричневого до оливково-зеленого в зависимости от соотношения коричневого пигмента (фукоксантин) и зеленого пигмента (хлорофилла). Бурые водоросли различаются по форме и размеру от мелких нитчатых эпифитов ( Ectocarpus ) до сложных гигантских водорослей размером от 1 до более 100 метров (3.От 3 до 330 футов; Laminaria , Macrocystis , Nerocystis ). Другие бурые водоросли можно найти прикрепленными к скалистым берегам в умеренных зонах ( Fucus , Ascophyllum ) или свободно плавающими ( Sargassum ). Пресноводные виды редки. Бурые водоросли размножаются путем бесполого и полового размножения; и подвижные зооспоры, и гаметы имеют два неравных жгутика. У некоторых видов водорослей есть наполненные газом пузыри (пневматоцисты), которые удерживают фотосинтезирующие части слоевища водорослей, плавающие на поверхности воды или вблизи нее.

  • узловатая ракушка

    Узловатая рака ( Ascophyllum nodosum ).

    © Awe Inspiring Images / Fotolia
  • гигантская водоросль

    Гигантская водоросль ( Macrocystis pyrifera ) недалеко от острова Каталина, Калифорния. Гигантские водоросли - это бурые водоросли (Phaeophyceae), которые могут образовывать обширные «леса водорослей», которые являются важной морской средой обитания.

    © hotshotsworldwide / Fotolia

Бурые водоросли, бывшие основным источником йода и поташа, по-прежнему являются важным источником альгина, коллоидного геля, используемого в качестве стабилизатора в производстве выпечки и мороженого.Некоторые виды также используются в качестве удобрений, а некоторые употребляются в пищу как овощи (например, Laminaria ) в Восточной Азии и в других местах.

мочевого пузыря

Мочевого пузыря ( Fucus vesiculosus ) - вид бурых водорослей, произрастающих на северных побережьях Атлантического и Тихого океанов, а также в Северном и Балтийском морях.

Photos.com/Thinkstock .

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Dinobryon , колониальная водоросль из группы Chrysophyceae Водоросли ( Laurencia ) вблизи: «ветви» многоклеточные, их толщина составляет всего около 1 мм. Гораздо более мелкие водоросли прикрепляются к структуре, идущей вверх в нижней правой четверти. Цветение фитопланктона в южной части Атлантического океана у побережья Аргентины

Водоросли (одна водоросль, но несколько водорослей) - это тип растений, подобных живым существам, которые могут производить пищу из солнечного света путем фотосинтеза.Изучение водорослей называется фикологией или альгологией.

Термин охватывает целый ряд фотосинтезирующих организмов, многие из которых не связаны между собой. Это полифилетическая группа.

Этот термин объединяет множество различных видов организмов. Их объединяет только то, что они автотрофны: они используют природные источники энергии и простые неорганические материалы для создания своих форм. Как несосудистые растения они не имеют клеточной и тканевой структуры наземных растений. Это удобный, но очень расплывчатый термин.Только в последние годы стало ясно, насколько разные виды водорослей.

Водоросли - это большая и разнообразная группа простых, обычно автотрофных организмов. У некоторых одна ячейка, у других - много ячеек. Самые крупные и сложные морские водоросли называются водорослями. Они похожи на растения и «просты», потому что им не хватает многих отдельных органов, которые есть у наземных растений. По этой причине их , а не классифицируются как растения.

Хотя прокариотические цианобактерии (ранее называвшиеся сине-зелеными водорослями ) были включены в старые учебники как «водоросли», сейчас их нет. [1] Термин водоросли теперь используется для обозначения эукариотических организмов. [2] Все настоящие водоросли имеют ядро ​​внутри мембраны и хлоропласты внутри одной или нескольких мембран. [1] [3] Однако водоросли определенно являются , а не монофилетической группой, [1] , поскольку не все они происходят от общего предка водорослей. [4] Современные систематики предлагают разделить их на монофилетические группы, но не все согласны с тем, как это сделать. [4] [5]

Водоросли не имеют той же структуры, что и наземные растения, например листья, корни и другие органы. Почти у всех водорослей есть части, которые фотосинтезируют так же, как цианобактерии. Они производят кислород, в отличие от других фотосинтезирующих бактерий, таких как фиолетовых и зеленых бактерий. Некоторые одноклеточные виды используют только внешние источники энергии и не имеют фотосинтетических частей или не имеют их.

Окаменелые нитчатые водоросли из бассейна Виндхья датируются 1 годом.6–1,7 миллиарда лет назад. [6]

Виды водорослей [изменить | изменить источник]

Ниже приведены некоторые важные виды водорослей. Список не полный.

  • Зеленые водоросли: они считаются растениями, потому что они используют тот же тип хлорофилла, что и зеленые растения. Предполагается эволюционная связь между зелеными водорослями и зелеными растениями.
  • Красные водоросли: используют красный пигмент для улавливания энергии солнечного света, поэтому считается, что они эволюционировали отдельно от зеленых растений.
  • Бурые водоросли: используют хлорофилл а, но имеют несколько других биохимических отличий. Также не считается зеленым растением.
  • Желто-зеленые водоросли: Xanthophyceae.
  • Золотые водоросли: Chrysophyceae.

Экология [изменить | изменить источник]

Водоросли обычно встречаются во влажных местах или в воде, а также на суше и в воде. Однако водоросли на суше обычно незаметны и гораздо чаще встречаются во влажных тропических регионах, чем в засушливых. У водорослей нет сосудистых тканей и других приспособлений для жизни на суше, но они могут переносить сухость и другие условия в симбиозе с таким грибком, как лишайник.

Различные виды водорослей играют важную роль в водной экологии. Микроскопические формы, обитающие во взвешенном состоянии в толще воды, называются фитопланктоном. Они обеспечивают пищевую базу для большинства морских пищевых цепочек. Келп растет в основном на мелководье в морской воде. Некоторые из них используются в пищу для людей или собираются для агара или удобрений. Келп может расти в больших насаждениях, называемых лесами ламинарии. Эти леса предотвращают часть ущерба от волн. В них обитает множество различных видов, в том числе морские ежи, каланы и морские ушки.

Некоторые водоросли могут нанести вред другим видам. Некоторые водоросли могут сильно размножаться и вызывать цветение водорослей. Эти водоросли могут вырабатывать защитные токсины, убивающие рыбу в воде. Динофлагелляты представляют собой соединение, превращающее плоть рыбы в слизь. Затем водоросли поедают эту питательную жидкость.

Симбиоз [изменить | изменить источник]

Голожаберник Pteraeolidia ianthina содержит водоросли, которые фотосинтезируют и служат пищей для моллюсков.

Водоросли развили ряд симбиотических партнерских отношений с другими организмами.Самый известный из них - лишайники, похожие на растения, каждый из которых образован грибком с водорослями. Это очень успешная форма жизни, и известно двадцать тысяч «видов». Во всех случаях лишайник совершенно отличается по внешнему виду и образу жизни от того или иного компонента; возможно, это наиболее полный из известных симбиозов. Оба компонента получают выгоду от доступа к нишам с низкой питательной ценностью, в которых встречаются лишайники.

Менее известны взаимоотношения водорослей с животными. Кораллы, строящие рифы, - это в основном социальные книдарийские полипы.Кораллы зависят от света, потому что водоросли - важные партнеры, и им нужен свет. Кораллы имеют развитые структуры, часто похожие на деревья, которые обеспечивают водорослям максимальный доступ к свету. Коралл ослабляет клеточные стенки водорослей и переваривает около 80% пищи, синтезируемой водорослями. Отходы кораллов являются источником питательных веществ для водорослей, поэтому, как и в случае с лишайником, оба партнера получают выгоду от ассоциации. Водоросли - это золотисто-коричневые жгутиковые водоросли, часто принадлежащие к роду Symbiodinium .Любопытной особенностью партнерства является то, что коралл может выбросить водоросли в трудные времена и вернуть их позже. Выброс водорослей-партнера называется обесцвечивание , потому что коралл теряет свой цвет. [7] p200

Другие виды Cnideria, такие как морские анемоны и медузы, также содержат водоросли. Медузы с водорослями ведут себя так, что их партнеры получают лучший свет днем, а ночью спускаются на глубины, где вода богата нитратами и буреет от гниения.Морские слизни и моллюски также хорошо известны тем, что укрывают водоросли. Обе группы - моллюски. Морские слизни пасутся на кораллах, и они того же цвета, что и кораллы, которые они пасутся. Они способны отделять водоросли от перевариваемых тканей полипа. Клетки водоросли перемещаются к его щупальцам, где они продолжают жить. В остальном беззащитный слизняк получает и камуфляж, и питание. [7] p204 Гигантский моллюск удерживает водоросли в своей мантии, которая раскрывается, когда моллюск открыт. Цветная мантия имеет места, где кожа прозрачна, и действует как линза, концентрируя свет на водорослях под ней.Когда водорослей становится слишком много, моллюски их переваривают. [7] p203

В различных других группах морских беспозвоночных есть члены, которые вступают в симбиоз с водорослями. Две такие группы - плоские черви (Platyhelminths) и многощетинковые черви (Annelids).

  1. 1,0 1,1 1,2 Nabors, Murray W. (2004). Введение в ботанику . Сан-Франциско, Калифорния: Pearson Education, Inc.
  2. Allaby, M ed.(1992). «Водоросли». Краткий ботанический словарь . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (ссылка)
  3. ↑ Round, Frank Eric 1981. Экология водорослей . Издательство Кембриджского университета.
  4. 4,0 4,1 Патрик Дж. Килинг (2004). «Разнообразие и эволюционная история пластид и их хозяев». Американский журнал ботаники . 91 : 1481–1493. DOI: 10.3732 / ajb.91.10.1481.
  5. Парфри, Лаура Вегенер; и другие. (2006). «Оценка поддержки текущей классификации эукариотического разнообразия». PLoS Genet . 2 (12): e220. DOI: 10.1371 / journal.pgen.0020220. PMC 1713255. PMID 17194223.
  6. ↑ Бенгтсон С., Беливанова В., Расмуссен Б., Уайтхаус М. 2009. Спорные «кембрийские» окаменелости Виндхьяна реальны, но старше их более чем на миллиард лет. PNAS 106 : 7729-34.
  7. 7.0 7,1 7,2 Аттенборо, Дэвид. 1995. Частная жизнь растений . BBC, Лондон. Глава 5 Совместная жизнь.
.

10.2 Что такое водоросли? | EGEE 439: Альтернативные виды топлива из источников биомассы

10.2 Что такое водоросли?

Водоросли - это эукариотические организмы, представляющие собой организмы, клетки которых содержат ядро ​​и другие структуры (органеллы), заключенные в мембраны. Они живут во влажной среде, в основном водной, и содержат хлорофилл.

Водоросли не являются наземными растениями, у которых есть 1) настоящие корни, стебли и листья, 2) сосудистые (проводящие) ткани, такие как ксилема и флоэма, и 3) отсутствие непродуктивных клеток в репродуктивных структурах.Водоросли - это не цианобактерии. Цианобактерии - это прокариоты, у которых отсутствуют мембраносвязанные органеллы и есть одна кольцевая хромосома. Рисунок 10.1a показывает клеточный состав синих водорослей, а 1b показывает микрофотографию клеток. Стенка клетки имеет студенистую оболочку. Прямо под клеточной стенкой находится плазматическая мембрана. Внутри клетки есть слои фикобилисом, фотосинтетических ламелл, рибосом, белковых гранул и кольцевой ДНК, известной как нуклеоиды. Это типичные компоненты растущих растений, однако нас интересуют липидные капли, которые представляют собой масла, которые можно извлечь из водорослей.

Рисунок 10.1a: Клеточная структура синих водорослей.

Щелкните, чтобы увидеть текстовое описание рисунка 10.1a.

Клеточная структура синих водорослей, включая жидкую каплю, нуклеоид (кольцевую ДНК), белковые гранулы, рибосомы, фотосинтетические ламеллы, фикобилисомы (цианосомы), плазматическую мембрану, клеточную стенку, студенистую оболочку

Рисунок 10.1b: Микрофотография синих водорослей.

Водоросли состоят из ~ 50% углерода, 10% азота и 2% фосфора. В таблице 10.3 показан состав различных водорослей с учетом процентного содержания белка, углеводов, липидов и нуклеиновой кислоты.

Таблица 10.3: Состав водорослей - белок, углеводы, липиды и нуклеиновая кислота.
Виды Белок Углеводы Липиды Нуклеиновая кислота
Scenedesmus obliquus (зеленая водоросль) 50-56 10-17 12-14 3-6
Scenedesmus quadricauda 47 1.9
Scenedesmus dimorphus 8-18 21-52 16-40
Chlamydomonas rheinhardii (зеленая водоросль) 48 17 21
Chlorella vulgaris (зеленая водоросль) 51-58 12-17 14-22 4-5
Chlorella pyrenoidosa 57 26 2
Spirogyra sp. 6-20 33-64 11–21
Dunaliella bioculata 49 4 8
Dunaliella salina 57 32 6
Euglena gracilis 39-61 14-18 14-20
Prymnesium parvum 28-45 25-33 22-38 1-2
Tetraselmis maculata 52 15 3
Porphyridium cruentum (красная водоросль) 28-39 40-57 9-14 <

Итак, каковы характеристики водорослей?

1.Эукариотические организмы:

Как упоминалось выше, водоросли - это эукариотические организмы. Структура эукариота (типичная растительная клетка) показана на рисунке 10.2а. Рисунок 10.2b показывает клеточную структуру прокариота, бактерии, одной из двух групп прокариотической жизни. Некоторые не считают прокариот настоящими водорослями, потому что они имеют другую структуру, но большинство включает их в семейство водорослей. Существуют ярлыки для различных частей организмов, но я не буду требовать, чтобы вы знали эту информацию в деталях - они есть, так что если у вас есть желание найти дополнительную информацию, вы можете.В таблице 10.4 показано сравнение обоих этих типов клеток.

Рисунок 10.2a: схематическая структура эукариот.

Щелкните, чтобы увидеть текстовое описание рисунка 10.2a.

Эукариотическая клетка включает: ядро ​​(ядерную пору, ядерную оболочку, ядрышко), грубую эндоплазматическую сеть, рибосомы, гладкую эндоплазматическую сеть, мелкие мембранозные пузырьки, нитчатый цитоскелет, плазмодесматы, плазматическую мембрану, клеточную стенку, хлоропластную (тилакоидную) мембрану зерна, крахмальную мембрану. , вакуоль (вакуоль, тонопласт), митохондрия (митохондрии), пероксисома, цитоплазма, везикулы Гольджи, тело Гольджи (аппарат Гольджи)

Рисунок 10.2b: схематическая структура прокариот.

Щелкните, чтобы увидеть текстовое описание рисунка 10.2b.

Клетка прокариот содержит: нуклеоид (кольцевую ДНК), рибосомы, плазмиду, цитоплазму, плазматическую мембрану, клеточную стенку, капсулу, пили, бактериальный жгутик

Таблица 10.4: Сравнение эукариотических клеток и прокариотических клеток.
Эукариотические клетки Прокариотические клетки
Размер Довольно большой размер Очень минутный размер
Ядерный регион Ядерные материалы в мембране Ядерная область (нуклеоид), не окруженная ядерной мембраной
Хромосома Присутствует более одной хромосомы Присутствует одна хромосома
Мембрана Имеются мембраносвязанные клеточные органеллы Органеллы мембраносвязанных клеток отсутствуют
2.Жить во влажной среде

У этих организмов отсутствует восковая кутикула (воск у наземных растений предотвращает потерю воды). Существует множество сред для выращивания водорослей. Типичные условия для водорослей - влажные тропические регионы, они могут расти как в морской, так и в пресной воде. Пресноводные водоросли растут у животных, водных растений, дамб на фермах, сточных вод, озер, рек, лагун, снега, грязи / песка и почвы.

3. Содержат хлорофилл

Водоросли, как и растения, в основном фотосинтезируют.У них есть пять видов фотосинтетических пигментов (хлорофилл a, b, c, d и f) и множество дополнительных пигментов: синий, красный, коричневый и золотой. Хлорофилл - это зеленый пигмент, который содержится почти во всех растительных водорослях и цианобактериях. Он поглощает свет и передает световую энергию АТФ (аденозинтрифосфат).

Так как же классифицируются водоросли?

Водоросли принадлежат королевству протистов. На рис. 10.3 схематически показано, где Protista сочетается с другими классификациями Plantae, Animalia, Fungi, Eubacteria и Archaebacteria.

Водоросли также можно классифицировать по содержанию хлорофилла. Первый тип - хромиста. Эти типы водорослей содержат хлорофиллы а и с, и примеры водорослей включают бурые водоросли (золотисто-коричневые водоросли), ламинарии и диатомовые водоросли. Эти материалы являются подразделением Phaeophyta . Эти виды обитают на скалистых побережьях в зонах умеренного климата или в открытом море (холодные воды). Строения многоклеточные и могут вырастать до 50 м в длину.

Рисунок 10.3: Различные царства жизни.

Щелкните, чтобы увидеть текстовое описание рисунка 10.3.

Эубактерии (одноклеточные, прокариотические)

Архебактерии (одноклеточные, прокариотические)

Протиста (эукариотический, одноклеточный и многоклеточный)

Plantae (многоклеточные, эукариотические)

Animalia (многоклеточные, эукариотические)

Грибы (многоклеточные, эукариотические)

Кредит: Халл (Google) [общественное достояние], через Wikimedia Commons

Рисунок 10.4: Филогенетическое дерево.

Красные водоросли относятся к другому типу и содержат хлорофилл а, например морские водоросли (морские водоросли). Эти организмы входят в подразделение Rhodophyta , насчитывающее более 4000 видов. Это одни из самых старых эукариотических организмов на Земле (есть окаменелости возрастом 2 миллиарда лет). Их много в тропических теплых водах. Они служат пищей и средой обитания для многих морских видов. Структура варьируется от тонких пленок до сложных нитевидных мембран. Эти водоросли имеют дополнительные пигменты, а фикобилины (красные) маскируют хлорофилл а.На рисунке 10.5b показаны различные красные водоросли. Динофлагелляты - одноклеточные протисты, которые связаны с красным приливом и биолюминесценцией.

Рисунок 10.5a: Келп

Кредит: Модуль A3 BEEMS

Зеленые водоросли содержат хлорофиллы a и b. Они находятся в отделе Chlorophyta. Это самая большая и разнообразная группа водорослей. Он встречается в основном в пресных водах, а также на суше (камни, деревья и почва). Структуры представляют собой отдельные клетки ( Micrasterias ), нитчатые водоросли, колонии ( Volvox ) и листообразную форму ( Thalli ).Наземные растения произошли от предка зеленых водорослей. Оба имеют одинаковые фотосинтетические пигменты (хлорофилл а и б). Некоторые зеленые водоросли имеют клеточную стенку из целлюлозы, похожую на наземные растения. На рисунке 5c показаны примеры зеленых водорослей.

Рис. 10.5b: Фото и микрофотографии красных водорослей.

Кредит: Модуль A3 BEEMS

Examples of green algae: Chalmydomonas, Volvox, Ulothrix, Fristschiella, Ul.

водорослей | Факты, классификация и примеры

Водоросли , единичные водоросли , члены группы преимущественно водных фотосинтезирующих организмов царства протистов. У водорослей есть много типов жизненных циклов, и они варьируются по размеру от микроскопических видов Micromonas до гигантских водорослей, достигающих 60 метров (200 футов) в длину. Их фотосинтетические пигменты более разнообразны, чем у растений, а их клетки имеют особенности, которых нет у растений и животных.Помимо своей экологической роли в качестве продуцентов кислорода и в качестве пищевой основы почти для всех водных организмов, водоросли имеют экономическое значение как источник сырой нефти, а также как источники пищи и ряда фармацевтических и промышленных продуктов для человека. Систематика водорослей спорно и подвержены быстрому изменению, как обнаружил новую молекулярную информацию. Изучение водорослей называется phycology , и человек, изучающий водоросли, является фикологом.

Макроскопический род водорослей, известный как Acetabularia , обычно называют «бокалом русалки» из-за характерной зонтичной формы кончиков его стеблей.

Роберт В. Хошоу / Британская энциклопедия, Inc.

Британская викторина

Викторина "Все о биологии"

Как еще называют так называемую морскую осу? На каком континенте обитают две ядовитые ящерицы в мире? Проверьте свои навыки, ответив на эти и другие вопросы, в этой викторине, посвященной биологии.

В этой статье водоросли определяются как эукариотические (ядерные) организмы, которые фотосинтезируют, но не имеют специализированных многоклеточных репродуктивных структур растений, которые всегда содержат фертильные клетки, продуцирующие гамету, окруженные стерильными клетками. У водорослей также отсутствуют настоящие корни, стебли и листья - черты, которые они разделяют с бессосудистыми низшими растениями (например, мхами, печеночниками и роголистниками). Кроме того, рассматриваемые в этой статье водоросли исключают прокариотические (лишенные ядер) сине-зеленые водоросли (цианобактерии).

Начиная с 1830-х годов водоросли были классифицированы на основные группы в зависимости от цвета, например, красные, коричневые и зеленые. Цвета являются отражением различных пигментов хлоропластов, таких как хлорофиллы, каротиноиды и фикобилипротеины. Выявлено более трех групп пигментов, и каждый класс водорослей имеет общий набор типов пигментов, отличный от всех других групп.

Зеленые водоросли Ulva lactuca , широко известные как морской салат, легко собираются во время отлива.Многие люди, живущие в прибрежных странах, употребляют морской салат в салатах и ​​супах.

Элисон Уилсон

Водоросли не имеют близкого родства в эволюционном смысле, и филогения группы еще предстоит определить. Определенные группы водорослей имеют общие черты с простейшими и грибами, которые без присутствия хлоропластов и фотосинтеза в качестве разграничивающих функций затрудняют их отличие от этих организмов. В самом деле, некоторые водоросли, по-видимому, имеют более тесные эволюционные отношения с простейшими или грибами, чем с другими водорослями.

зубчатая накладка

Fucus serratus , обычно называемая зубчатой ​​головкой.

Хизер Ангел Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

В этой статье рассматриваются водоросли с точки зрения их морфологии, экологии и эволюционных особенностей. Для обсуждения связанных простейших, см. статьи простейшие и простейшие. Для более полного обсуждения фотосинтеза, см. статей о фотосинтезе и растениях.

.

хлорофилла | Определение, функции и факты

Хлорофилл , любой член наиболее важного класса пигментов, участвующих в фотосинтезе, процессе, посредством которого световая энергия преобразуется в химическую энергию посредством синтеза органических соединений. Хлорофилл содержится практически во всех фотосинтезирующих организмах, включая зеленые растения, цианобактерии и водоросли. Поглощает энергию света; эта энергия затем используется для преобразования углекислого газа в углеводы.

хлорофилл

Хлорофилл - это пигмент, содержащийся в зеленых растениях.

Кот

Подробнее по этой теме

окраска: Хлорофиллы

Хлорофилл - один из важнейших пигментов в природе. В процессе фотосинтеза он способен направлять ...

Понять, как присутствие различных пигментов - хлорофилла, антоциана, антоксантинов и каротиноидов определяет цвет растения.

Солнечный свет взаимодействует с хлорофиллом и другими пигментами, придавая растениям их окраску.Узнайте, как пигменты хлорофилл, антоцианы, антоксантины и каротиноиды определяют цвет растения.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Хлорофилл встречается в нескольких различных формах: хлорофиллы a и b являются основными типами, обнаруженными в высших растениях и зеленых водорослях; хлорофиллы c и d встречаются, часто с a , в различных водорослях; хлорофилл и - редкий тип, встречающийся в некоторых золотых водорослях; и бактерио-хлорофилл встречается у некоторых бактерий.У зеленых растений хлорофилл встречается в виде мембранных дискообразных единиц (тилакоидов) в органеллах, называемых хлоропластами.

  • Узнайте о зелени растений

    Идеальными поглотителями солнечного излучения являются черные объекты, однако растения, которые зависят от эффективных механизмов поглощения солнечного излучения, в подавляющем большинстве случаев зеленые. Предположение о том, почему это так, варьируется от случайности до возможности того, что поглощающие излучение свойства хлорофилла достаточны для удовлетворения энергетических потребностей растений Земли.

    © MinuteEarth (издательский партнер Britannica) См. Все видео к этой статье
  • Узнайте, как слоистое расположение молекул хлорофилла внутри листа внутри листа при одновременном увеличении увеличения

    Молекулы хлорофилла, ключевого фотосинтетического пигмента зеленого цвета Растения расположены внутри листа таким образом, что они минимизируют потребность растения в переносе поступающей солнечной радиации, а также увеличивают фотосинтетический выход листа.

    © MinuteEarth (партнер по изданию Britannica) См. Все видео к этой статье

Молекула хлорофилла состоит из центрального атома магния, окруженного азотсодержащей структурой, называемой порфириновым кольцом; К кольцу присоединена длинная углеродно-водородная боковая цепь, известная как фитоловая цепь.Вариации обусловлены незначительными модификациями некоторых боковых групп. Хлорофилл удивительно похож по структуре на гемоглобин, кислородный пигмент, обнаруженный в красных кровяных тельцах млекопитающих и других позвоночных.

.

Смотрите также