Строение зеленых водорослей

   План 

 

1.Введение………………………………………………. 2-3

 

2. Общая характеристика ……………………………… 4

 

3.Строение зеленых водорослей………………………. 5-9

 

4. Размножение…………………………………………. 10-11

 

5.Некоторые представители…………………………… 12-13

 

 6. Роль их в природе, хозяйственное значение………. 14-15

 

 7. Список используемой литературы…………………..16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мир водорослей огромен. Он занимает в растительном царстве совершенно особое, исключительное по своему значению место, как в историческом аспекте, так и по той роли, которая принадлежит ему в общем круговороте веществ в природе. Вместе с тем само понятие ''водоросли'' в научном отношении страдает большой неопределённостью. Это заставляет специально рассмотреть отличие относимых сюда растительных организмов от других представителей растительного царства.

Действительно, слово «водоросли» означает лишь то, что это растения, живущие  в воде. Однако в ботанике этот термин применяется в более узком  смысле, и не все растения, наблюдаемые  нами в водоёмах, можно назвать  водорослями. С другой стороны, именно водоросли мы часто попросту не замечаем в водоёмах, так как очень многие из них нелегко распознать невооружённым глазом.

Приглядываясь к различным водоёмам, особенно к  озёрам, мы прежде всего замечаем обилие растений. Некоторые из них прикреплены ко дну. К ним относятся, например, крупные зелёные скопления так называемой тины. Здесь же нередко встречаются и более крупные водоросли, состоящие из хорошо заметных на глаз простых или ветвящихся нитей, или совсем крупные хоровые водоросли, внешне похожие на хвощ.

С другой стороны, значительное количество микроскопических водорослей, таких же, как в водоёмах, произрастает и на суше: на поверхности почвы и в самой её толще, на деревьях, камнях. Правда, жизнь этих водорослей тоже тесно связана с водой, однако они могут довольствоваться только атмосферной и грунтовой влагой, росой. В отличие от ''водных'' водорослей, эти водоросли легко переносят высыхание и очень быстро оживают при малейшем увлажнении. В царстве растений водоросли относятся к обширному подцарству низших, или слоевцовых растений, куда входят также бактерии, грибы и лишайники. Как и все низшие растения, водоросли размножаются вегетативно или с помощью спор, то есть относятся к споровым растениям. Однако в физиологическом отношении водоросли резко отличаются от остальных низших растений наличием хлорофилла, благодаря которому они способны ассимилировать на свету углекислый газ. Кроме того, многие водоросли, обладающие хорошо развитым хлорофиллом, помимо фототрофного, могут быть свойственны и другие типы питания.

Таким образом, исходя из сказанного, легко вывести  точное научное определение водорослей. Водоросли – это низшие, то есть слоевцовые споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл, и живущие преимущественно в воде. Такое определение, однако, не даёт представление о том огромном разнообразии в строении тела, которое свойственно водорослям. Здесь мы встречаемся и с микроскопическими организмами – одноклеточными и многоклеточными, и с крупными формами различного строения. Большого разнообразия достигают здесь способы размножения и строение органов размножения. Даже по окраске водоросли неодинаковы, так как одни содержат только хлорофилл, другие ещё ряд дополнительных пигментов, окрашивающие их в различные цвета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общая характеристика

 

Зелёные во́доросли (лат. Chlorophyta) — группа низших растений. В современной систематике эта  группа имеет ранг отдела, включающего  одноклеточные и колониальные планктонные  водоросли, в том числе ценобиальные, одноклеточные и многоклеточные формы бентосных водорослей. Здесь встречаются все морфологические типы слоевища, кроме ризоподиальных одноклеточных и крупных многоклеточных форм со сложным строением. Иногда амебоидными могут быть репродуктивные клетки (например, у некоторых Chaetophorales). Многие нитчатые зелёные водоросли крепятся к субстрату только на ранних стадиях развития, затем они становятся свободноживущими, формируя маты или шары. Чрезвычайно велик и диапазон их размеров — от нескольких микрон до нескольких метров.

Самый обширный на данное время отдел водорослей. По приблизительным подсчётам сюда входит около 500 родов и от 13 000 до 20 000 видов. Все они отличаются в  первую очередь чисто-зелёным цветом своих слоевищ, сходным с окраской высших растений и вызванным преобладанием хлорофилла над другими пигментами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Строение зеленых  водорослей

 

У зелёных водорослей известны следующие типы дифференциации таллома:

 

1. Монадный (например, Chlamydomonas, Volvox, Gonium);
2. Пальмеллоидный, или тетраспоральный (Tetraspora, Sphaerocystis);
3. Коккоидный (Chlorella, Hydrodictyon);
4. Сарциноидный (Chlorosarcinopsis);
5. Трихальный, или нитчатый (Ulothrix, Spirogyra);
6. Гетеротрихальный, или разнонитчатый (Chara, Stigeoclonium);
7. Псевдопаренхиматозный (Protoderma);
8. Паренхиматозный (Ulva, Ulvaria);
9. Сифональный (Caulerpa, Bryopsis);
10. Сифонокладальный (Cladophora, Dictyosphaeria).

 

• Жгутиковый аппарат

 

Количество  жгутиков на одну клетку у них может  быть различным — 1, 2, 4, 8, 16 и более (до 120). У эдогониевых и некоторых бриопсидовых многочисленные жгутики собраны в виде венчика на переднем конце клетки; такие клетки называются стефаноконтными. Характерной особенностью переходной зоны жгутиков зелёных водорослей является наличие в ней звёздчатого тела. Жгутики зелёных водорослей не имеют мастигонем (в отличие от гетероконт), но могут иметь изящные волоски или чешуйки.

По расположению микротрубочковых корешков жгутиковый аппарат зелёных  водорослей можно подразделить на две  группы, которые соответствуют двум главным основным филетическим группам зелёных водорослей.

Для первой группы, куда относят классы Chlorophyceae, Trebuxiophyceae и Ulvophyceae, характерно крестообразное расположение микротрубочковых корешков, причём двухмикротрубочковые корешки расположены перпендикулярно к корешкам, у которых число микротрубочек может варьировать. Такая аранжировка микротрубочковых корешков называется X-2-X-2. Эта запись отражает тот факт, что два корешка обычно содержат по две микротрубочки, в то время как два других корешка могут иметь различное число микротрубочек (от 3 до 8 у разных таксонов). У водорослей из этой группы существует три варианта расположения базальных тел жгутиков:

базальные тела расположены друг напротив друга (12—6 ч) (класс Chlorophyceae);

базальные тела сдвинуты по часовой стрелке (1—7 ч) и не перекрываются (класс Chlorophyceae);

базальные тела сдвинуты против часовой стрелки (11—5 ч) и перекрываются (классы Trebuxiophycea и Ulvophyceae).

Для второй группы, куда относят Charophyta, характерны асимметричное расположение жгутиковых корешков и наличие многослойной структуры, представляющей собой сложно организованную группу микротрубочек, расположенных около базальных тел. Очень близкая многослойная структура известна для жгутиковых спермиев высших растений. Она встречается также и в зооидах у трентеполиевых, у требуксиевой водоросли Myrmecia israeliensis и некоторых празинофициевых. Многослойная структура спорадически появлялась в других группах водорослей, например, у глаукоцистофитов, эвгленовой Eutreptiella, у некоторых динофитов. Не известно, являются ли все эти многослойные структуры гомологичными. Не ясна и функция этих структур, хотя полагают, что они могут играть роль центров организации микротрубочек.

Помимо микротрубочковых корешков у зелёных водорослей может присутствовать ризопласт, который тянется от базальных тел к ядру. Он способен сокращаться. Размер фибрилл в ризопласте близок к размеру актинмиозиновых фибрилл в мышечных клетках животных и, возможно, способ сокращения ризопласта близок к таковому у мышц.

 

• Клеточная стенка

 

В классах хлорофициевые  и празинофициевые встречаются  водоросли, у которых клетки голые  и лишены клеточной стенки. У мезостигмовых  и многих празинофициевых поверх плазмалеммы откладываются органические чешуйки. Они встречаются у подвижных клеток ряда ульвовых и харовых водорослей. Присутствие органических чешуек на подвижных клетках — признак, по-видимому, примитивный. Более прогрессивным считается появление теки у празинофициевых и затем у хлорофициевых. Тека у хлорофициевых состоит из гликопротеинов, богатых гидроксипролином и связанных с различными олигосахаридами.

У сифональных  водорослей целлюлоза либо отсутствует  в клеточной стенке, тогда основным компонентом является ксилан (например, Halimeda), либо имеется как примесь к манналу или ксилану. Состав фибриллярной части клеточной стенки может меняться в зависимости от фазы развития. Например, в оболочке спорофита Bryopsis присутствует маннан, а в гаметофите — ксилан и целлюлоза. Химический состав оболочки может меняться и в разных частях таллома. Например, у Codium в старых частях в оболочке присутствует маннан, а в молодых, недифференцированных частях — глюкан.

У большинства  зелёных водорослей основной компонент  клеточной стенки — целлюлоза. Она  синтезируется с помощью фермента целлюлозосинтетазы, которая встроена в плазмалемму клетки. От 6 до 10 молекул целлюлозосинтетазы группируются в субъединицы, которые затем объединяются в терминальные комплексы. У зелёных водорослей известны два типа терминальных комплексов — розеточные (у харофитов) и линейные (у хлорофициевых, ульвофициевых). Розеточные комплексы, как и у высших растений, состоят из 6—8 субъединиц. Среди харофитов такие комплексы обнаружены у Spirogyra, Micrasterias, Nitella и Coleochaete.

У некоторых коккоидных зелёных водорослей имеется дополнительный слой в оболочке, состоящий из спорополленинподобного вещества.

 

• Хлоропласты

 

По форме  и размерам хлоропласты зелёных  водорослей варьируют. У одноклеточных  представителей они часто чашевидные с утолщённым основанием. У нитчатых представителей могут быть кольцевидными, сетчатыми, дисковидными, в виде спирально-закрученных лент и др. Хлоропласты содержат один или несколько пиреноидов. Пиреноиды погружены в хлоропласт и пронизаны тилакоидами. В хлоропластах тилакоиды сгруппированы по 2—6 в виде пластин как у высших растений. По своему строению хлоропласты зелёных водорослей близки к таковым у высших растений.

 

• Пигменты 

 

В основном хлорофиллы a и b, у некоторых празинофициевых присутствует хлорофилл c.

Из каротиноидов всегда присутствуют: β-каротин, лютеин (наиболее важен), зеаксантин, виолаксантин, антераксантин, неоксантин. У бриопсидовых лютеин может отсутствовать или присутствовать в небольшом количестве, и тогда наиболее важными становятся сифоноксантин, лороксантин и сифонеин, у некоторых празинофициевых лютеин может заменяться празиноксантином. Сифоноксантин и лороксантин встречаются также у ряда видов кладофоровых, сифоноксантин у некоторых Ulva.

Клетки некоторых  представителей зелёных водорослей (Chlamydomonas nivales, Haematococcus pluvialis, Trentepohlia) окрашены в красный или оранжевый цвета, что связано с накоплением вне хлоропласта каротиноидных пигментов и их производных (ранее этот комплекс упоминали как гематохром).

У некоторых сифоновых  водорослей имеются бесцветные амилопласты, в которых откладывается крахмал. Подавляющее большинство зелёных водорослей содержат хотя бы один хлоропласт и способны к автотрофному питанию. Но вместе с тем среди них имеются бесцветные представители — облигатные гетеротрофы, такие как Prototheca и Polytoma. Ряд зелёных водорослей — миксотрофы и способны наряду с фотосинтезом использовать растворённые в воде органические соединения, такие, как сахара, аминокислоты и другие небольшие молекулы (осмотрофное поглощение), а также способны к фаготрофному поглощению пищевых частичек (ряд празинофициевых).

Кольцевые молекулы хлоропластной ДНК имеют вид  маленьких шариков (нуклеоидов) и  распределены по всему хлоропласту. ДНК никогда не организуется в  виде единственного кольцевого нуклеоида.

 

• Глазок

 

Если глазок присутствует в клетках зелёных  водорослей, то он всегда расположен в  хлоропласте. Глазок состоит из одного или нескольких слоёв липидных глобул и лежит обычно в строме хлоропласта  около его внутренней мембраны. Он окрашен обычно в оранжевый цвет из-за наличия каротиноидов. Глазок работает как фильтр, проводя синий и зелёный свет к фоторецептору. Для Chlamydomonas было показано, что фоторецептор расположен в плазмалемме выше глазка и состоит из хромофора (окрашенной субстанции), связанного с белком. По химической природе этот хромофор — 11-цис-ретинол (возможно, родопсин, что редкость для водорослей, так как встречается в фоторецепторах животных). Отмечается, что в участке плазмалеммы, где располагается фоторецептор, увеличивается в несколько раз количество белковых частиц.

Зелёные водоросли обладают положительным (движение к источнику  света) и отрицательным (движение от яркого источника света) фототаксисом. Помимо интенсивности освещения на фототаксис может влиять температура. Так, при одной и той же интенсивности освещения зооспоры Haematococcus обладали отрицательным фототаксисом при 4 °С и положительным при температуре 16 °С и выше. Сходные результаты были получены для зооспор Ulothrix и Ulva. Положительным фототаксисом обладает ряд десмидиевых водорослей, у которых движение клеток осуществляется за счёт выделения слизи через поры в оболочке.