Низшие_мой (1)
.pdf15. Какие прокариотические водоросли Вы знаете? На основании каких признаков их можно отнести к прокариотам?
Микроцистис |
признаки прокариот: |
|
Phylum – Cyanobacteria |
Снаружи клетка имеет чехол из слизи и |
|
Class – Cyanophyceae |
протеиновых микрофибрилл, |
|
Subclass – Oscillatoriophycidae |
Клеточная стенка имеет муреин |
|
Order – Chroococcales |
Нет оформленного ядра, |
|
Family – Microcystaceae |
Имеются газовые вакуоли, |
|
Genus – Microcystis |
Цитоплазма неоднородна: в ней выделяют хромато- |
|
|
и нуклеоплазму, |
|
|
Тип онет оформленного ядра - ДНК лежит |
|
|
непосредственно в цитоплазме клетки |
|
|
нет мембранных органоидов (митохондрий, |
|
|
аппарата Гольджи, пластид), их функции |
|
|
выполняют выросты плазмалеммы, имеются |
|
|
мелкие рибосомы, |
|
|
карбоксисомы – микрокомпарменты, содержащие |
|
|
ферменты, фиксирующие углерод. |
|
|
Клеточная стенка содержит муреин. |
|
|
Отсутствует половой процесс, водоросли |
|
|
размножаются делением клетки. |
|
|
рганизации таллома - коккоидная |
|
|
|
|
Воронихиния |
признаки прокариот: |
|
Phylum – Cyanobacteria |
Нет оформленного ядра - ДНК лежит |
|
Class – Cyanophyceae |
непосредственно в цитоплазме клетки |
|
Subclass – Synechococcophycidae |
Нет мембранных органоидов (митохондрий, |
|
Order – Synechococcales |
аппарата Гольджи, пластид), их функции |
|
Family – Coelosphaeriaceae |
выполняют выросты плазмалеммы, имеются |
|
Genus – Woronichinia |
мелкие рибосомы, |
|
|
Карбоксисомы – микрокомпарменты, содержащие |
|
|
ферменты, фиксирующие углерод. |
|
|
Клеточная стенка содержит муреин. |
|
|
Отсутствует половой процесс, водоросли |
|
|
размножаются делением клетки. |
|
|
|
|
Анабена |
Нитчатые водоросли способны формировать |
|
Phylum – Cyanobacteria |
||
Class – Cyanophyceae |
гетероцисты (дифференцированные клетки |
|
Subclass – Nostocophycidae |
нитчатых цианобактерий, осуществляющие |
|
Order – Nostocales |
азотфиксацию) и акинеты (покоящиеся клетки с |
|
Family – Nostocaceae |
||
утолщённой оболочкой, большим количеством |
||
Genus – Anabaena |
||
запасных питательных веществ и пигментов. |
||
|
||
|
Образуются из вегетативных клеток и служат для |
|
|
|
|
переживания неблагоприятных условий и |
|
размножения). |
|
|
Хамесифон |
Протопласт лишен оформленного ядра, а |
Phylum – Cyanobacteria |
цитоплазму условно делят на две части: |
Class – Cyanophyceae |
центроплазму и хроматоплазму. Они содержат |
Subclass – Synechococcophycidae |
хорошо выраженные структурные элементы. |
Order – Synechococcales |
Центроплазма является аналогом ядра, т.к. |
Family – Chamaesiphonaceae |
содержит хроматиновые элементы. |
Genus – Chamaesiphon |
Имеются мелкие рибосомы. |
|
Ядрышек и ядерной мембраны нет. |
|
Образуют корковидные слизистые слоевища, |
|
состоящие из клеток, колоний. Размножаются эндо- |
|
и экзоспорами. |
|
|
16. Отдел Cyanobacteria (синезеленые водоросли). Деление на классы, общая
характеристика. Происхождение, эволюция, строение клетки, таллома,
размножение, чередование поколений, экология, распространение, значение.
Признак |
Описание |
|
|
Таллом |
1) Коккоидный таллом – характеризуется неподвижными, одетыми |
|
оболочками клетками, одиночными или соединенные в колонии – |
|
ценобии. |
|
2) Нитчатый таллом – представлен клетками, соединенными в нити, |
|
простые или разветвленные. Клетки нитей непрерывно делятся |
|
поперечными перегородками, обуславливая этим ее нарастание в |
|
длину. |
|
3) Разнонитчатый (гетеротрихальный) таллом – характеризуется двумя |
|
системами нитей – стелющимися по субстрату и отходящими от них |
|
вертикальными нитями. |
|
4) Примитивный паренхиматозный (тканевый, пластинчатый) – в |
|
результате деления нитей не только в поперечном, но и в продольном |
|
направлениях возникают талломы в виде паренхиматозных |
|
пластинок. |
Клеточная стенка Клеточная стенка состоит из 4-х слоев.
-Наружная мембрана – прозрачная,
-Вторая мембрана – плотная, состоит из муреина (опорный полимерный пептидогликан, состоящий из двух аминосахаров и трех аминокислот). Муреин сохраняет форму клетки.
-Далее идет третий слой, по строению идентичный с первым слоем.
-Четвертый слой – мембраноподобный – организован углеводами и в отличие от муреинового слоя более гибкий, пластичный.
У нитчатых водорослей эти 4 слоя клеточной стенки образуют продольную стенку. Первый и второй слои образуют поперечные стенки. В поперечных стенках имеются поры, через которые
|
соединяются совместные клетки. Эти тяжи называются |
|
микроплазмодесмами. У многих водорослей клеточная стенка |
|
покрыта слизистым слоем. |
|
|
Клеточное |
- По периферии клетки располагаются одиночные тилакоиды, не |
строение |
окруженные мембраной, как хлоропласты эукариотических клеток. На |
|
поверхности тилакоидов расположены фикобилисомы – гранулы, в |
|
которых содержатся добавочные пигменты синезеленых водорослей. |
|
- В центре цитоплазмы находится нуклеоплазма, неограниченная |
|
мембраной от цитоплазмы. В нуклеоплазме располагается |
|
однокольцевая молекула ДНК. |
|
- В цитоплазму погружены маленькие рибосомы, а также запасные |
|
питательные вещества. |
|
- В клетке находятся газовые вакуоли, состоящие из газовых везикул |
|
или газовых пузырей, плотно упакованных друг к другу. |
|
- Соединения фосфора в виде полифосфатных телец. В карбоксисомах |
|
содержится фермент РуБисКО. |
|
|
Фотосинтез |
Общая схема фотосинтеза цианобактерий представляет собой |
|
определенную серию реакций, включающую две последовательно |
|
действующие фотореакции. |
|
Свет, поглощаемый фоторецепторами фотосистемы II — |
|
фикобилипротеинами, хлорофиллом а, каротиноидами, — передается |
|
на хлорофилл реакционного центра. |
|
Поглощение кванта света этим пигментом приводит к отрыву от него |
|
электрона и связыванию с молекулой особой формы пластохинона. |
|
Окисленная молекула Пб о восстанавливается за счет электронов |
|
воды, подвергающейся фотоокислению в реакционных центрах |
|
фотосистемы II. |
|
|
Продукты |
Крахмал синезеленых водорослей |
ассимиляции |
|
Размножение 1. Деление клеток – простое бинарное деление пополам. Деление клеток происходит путем равновеликого бинарного деления, сопровождающегося образованием поперечной перегородки или перетяжки неравновеликого множественного деления. Деление в нескольких плоскостях ведет у одноклеточных цианобактерий к формированию скоплений правильной или неправильной формы, а у нитчатых — к возникновению многорядного трихома или однорядного трихома с боковыми однорядными ветвями.
2.С помощью гонидий – могут образовываться внутри материнской клетки (эндоспоры) или отшнуровываться от верхушки материнских клеток (экзоспор).
3.Нитчатые – с помощью гормогониев. Большинство нитчатых водорослей размножаются посредством гормогониев – участков, на которые распадаются нити.
4.Акинетами – Обычно, акинеты образуются при достижении стационарной фазы роста. Образование акинет начинается с увеличения клеточных размеров, при этом в цитоплазме происходит накопление гранул запасных веществ, а также карбоксисом. Одновременно происходит утолщение клеточной стенки и уплотнение слизистого чехла. В цитоплазме увеличивается содержание ДНК,
|
рибосом, уменьшается количество хлорофилла и фикобилиновых |
|
пигментов. Важнейшим стимулом для прорастания акинет является |
|
увеличение интенсивности света. |
|
Существует 2 механизма прорастания акинет. Через пору в оболочке |
|
акинеты проросток выходит наружу, подвергнувшись одному или |
|
двум клеточным делениям. Иногда прорастание акинет происходит |
|
путём полного растворения оболочки. |
|
|
Чередование |
нет |
поколений |
|
|
|
Систематика |
Отдел Cyanobacteria делится на следующие классы: Chroococcophyceae |
|
(Хроококковые), Chamaesiphonophyceae (Хамесифоновые) и |
|
Hormogoniophyceae (Гормогониевые). |
|
|
Филогенетически |
Происхождение - цианобактерии являются одними из самых |
е связи и |
древнейших микроорганизмов. Их остатки известны еще из |
происхождение |
докембрийских отложений и являются, пожалуй, первыми из |
|
известных нам на Земле организмов. Строматолит — ископаемое |
|
карбонатное (чаще известковое или доломитовое) стяжение, |
|
образовавшееся на дне мелководного водоёма. |
|
Филогенетичесские связи: Прокариоты, фотосинтезирующие без |
|
выделения кислорода → Прокариоты, имеющие хлорофилл а и |
|
фотосинтезирующие с выделением кислорода → синезеленые |
|
водоросли |
|
|
Экология |
Морские и пресноводные, почвенные виды, участники симбиозов |
|
(например, в лишайнике). Составляют значительную долю |
|
океанического фитопланктона. Способны к формированию толстых |
|
бактериальных матов. Некоторые виды токсичны и |
|
условно-патогенны (например, Anabaena). Главные участники |
|
цветения воды, которое вызывает массовые заморы рыбы и |
|
отравления животных и людей. Уникальное экологическое положение |
|
обусловлено наличием двух трудносочетаемых способностей: к |
|
фотосинтетической продукции кислорода и фиксации атмосферного |
|
азота. |
|
|
Распространение |
Способны селиться субстратах, где принимают участие в процессе |
|
формирования первичных почв. |
|
|
Значение в |
Принимают активное участие в обогащении почв и водоемов азотом, |
жизни человека |
участвуя в его круговороте в природе. Некоторые цианобактерии |
|
человек употребляет в пищу. Например, носток потребляют в Китае и |
|
Японии, а спирулину - местное население в районе озера Чад Африке. |
|
Из спирулины получают пищевой белок (спирулина), который |
|
используют как дополнение к еде. На плантациях риса цианобактерии |
|
используют как удобрение благодаря способности их к азотфиксации |
|
(например анабена в сосуществовании с папоротником азолов). |
|
|
Основные |
Microcystis, Woronichinia, Anabaena, Chamaesiphon, Gloeocapsa |
представители |
|
|
|
17. Систематика и характеристика представителей подклассов
Oscillatoriaphycidae и Synechoccophycidae из отдела Cyanobacteria (синезеленые водоросли). Происхождение, эволюционные связи, строение клетки, таллома, особенности размножения, распространение, экология.
Oscillatoriaphycidae
Систематика: |
Empire: Prokaryota |
|
Kingdom: Eubacteria |
|
Subkingdom: Negibacteria |
|
Phylum: Cyanobacteria |
|
Phylum: Cyanobacteria |
|
Class: Cyanophyceae |
|
Subclass: Oscillatoriophycidae |
Характеристика: Одноклеточные, колониальные и нитчатые представители. Некоторые не образуют слоевища; живут свободно или прикреплённо. Размножаются в основном делением (но у некоторых нет настоящего деления) или гормогонями.
Происхождение: Появились приблизительно в одно время со всеми цианобактериями. Цианобактерии наиболее близки к древнейшим микроорганизмам, постройки которых (строматолиты, возраст более 3,5 млрд лет) обнаружены на Земле. Считают, что прокариоты появились на Земле 3–4 млрд лет тому назад.
Эволюционные |
Связаны с бактериями (ближайшая связь с Melainabacteria), произошли от |
связи: |
первых прокариотов. Первые хлоропласты (теория эндосимбиоза). |
|
Ближайшая связь с ностоковыми. |
Строение |
Типичные клетки цианобактерий. Клетка прокариотическая – ДНК лежит |
клетки: |
в центре клетки без мембран (нет ядра, кольцевая хромосома, нет ЭПС, АГ, |
|
митохондрий, пластид, их функции выполняют внутренние складки |
|
плазмолеммы, мелкие рибосомы). Тилакоиды свободно лежат в |
|
цитоплазме (одиночные равноудаленные). На поверхности тилакоидов |
|
фикобилисомы – полудисковидные тельца, в которых находятся |
|
фикобилиновые пигменты (фикоцианин, фикоэритрин, аллофикоцианин). |
|
Запасы – цианофициновые гранулы. |
Клеточная |
Структурная часть клеточной стенки состоит из муреина. Муреин |
стенка: |
расположен между двумя мембранами. Клетки часто покрыты чехлом из |
|
слизи, состоящей из гидратированных полисахаридов. Клетка окружена |
|
клеточной стенкой грамотрицательного типа (между двумя мембранами – |
|
плазмалеммой и внешней мембраной – находится слой плотного |
|
полимера – муреина, состоящего из двух аминосахаров и трех |
|
аминокислот). |
Фотосинтез: |
Фотосинтез осуществляется за счет тилакоидов (в них находятся |
|
пигменты), на их поверхности расположены фикобилисомы – |
|
полудисковые тельца, в которых находятся фикобилиновые пигменты ( |
|
фикоцианин, аллофикоцианин, фикоэритрин). |
|
Общая схема фотосинтеза цианобактерий представляет собой |
|
определенную серию реакций, включающую две последовательно |
|
действующие фотореакции. Свет, поглощаемый фоторецепторами |
|
фотосистемы II — фикобилипротеинами, хлорофиллом а, каротиноидами, |
|
— передается на хлорофилл реакционного центра. Поглощение кванта |
|
света этим пигментом приводит к отрыву от него электрона и |
|
акцептированию молекулой особой формы пластохинона. Окисленная |
|
молекула восстанавливается за счет электронов воды, подвергающейся |
|
фотоокислению в реакционных центрах фотосистемы II. |
|
|
Пигменты: |
Преимущественно хлорофилл a, каротиноиды, фикоцианин, фикоэритрин. |
|
|
Продукты |
Продукты ассимиляции у низших растительных организмов с |
ассимиляции: |
химической точки зрения мало изучены. У сине-зеленых водорослей |
|
продуктом ассимиляции считаются зерна так называемого цианофицина. |
|
Крахмал |
|
синезеленых водорослей (скорее всего еще и он). |
|
|
Строение |
Типы талломов нитчатый (Oscillatoria – однорядная нить), коккоидный. |
таллома: |
Образуют колонии (Хроококковые). |
|
|
Чередование |
Нет |
поколений: |
|
|
|
Особенности |
Вегетативное – бинарное деление (Chroococcus), фрагментация (Oscillatoria |
размножения: |
– гормогониями, есть жертвенные клетки — некридии. Они отмирают и |
|
нить разделяется на гормогонии). |
|
|
|
-Бесполое – Спорами (Microcystis – наноциты, экзоспоры; Dermocarpa – |
|
беоциты(беоспоры) – репродуктивные клетки плеврокапсовых |
|
цианобактерий, образуются в результате множественного бинарного |
|
деления материнской клетки; эндосопры). |
|
Процесс образования баеоцитов(Pleurocapsa)(думаю необяхзательно): |
|
1.увеличение беоцитов |
|
2.двойное деление в нерегулярных плоскостях |
|
3.деление некоторых вегетативных клеток |
|
4.выброс баеоцитов |
|
5.период подвижности баеоцитов |
|
|
Распространени |
Глобальное распространение, как и все цианобактерии. В морях, в пресной |
е |
воде, в глубинных слоях воды, на дне, по берегам, в тропических водах, в |
|
горячих источниках (Phormidium), на почве (в том числе на загрязненной) |
|
и в грязной воде, некоторые ведут прикрепленный образ жизни. |
|
|
Экология: |
Вызывают цветение воды в холодное время года, некоторые образуют |
|
налеты на сером песке или на почве, встречаются даже в сточных водах. |
|
Некоторые термофилы. Спирулина может обитать в высокощелочных |
|
озерах. Входят в состав лишайника (Chroococcus). Вызывает черную |
|
подвязку коралла – Phormidium corally. |
|
|
Значение в |
Выращивают как культуру, вызывает цветение воды (думаю можно |
жизни человека: |
выделить как проблему). Употребляют в пищу. Выделяют токсины |
|
(микроцистис, осциллатория) - тоже как проблема экологии. |
|
|
Представители: |
Chroococcus, Phormidium, Pleurocapsa, Microcystis. |
|
|
Synechoccophycidae
Систематика: |
Empire: Prokaryota |
|
Kingdom: Eubacteria |
|
Subkingdom: Negibacteria |
|
Phylum: Cyanobacteria |
|
Phylum: Cyanobacteria |
|
Class: Cyanophyceae |
|
Subclass: Synechococcophycidae |
|
|
Характеристика: |
Одноклеточные, колониальные нитчатые водоросли. Наличие (вроде как |
|
у всех) пристеночных тилакоидов. |
|
|
Происхождение: |
Появились приблизительно в одно время со всеми цианобактериями. |
|
Цианобактерии наиболее близки к древнейшим микроорганизмам, |
|
постройки которых (строматолиты, возраст более 3,5 млрд лет) |
|
обнаружены на Земле. Считают, что прокариоты появились на Земле 3–4 |
|
млрд лет тому назад. Как и все цианобактерии происходят от бактерий. |
|
|
Эволюционные |
Связаны с бактериями (ближайшая связь с Melainabacteria), произошли от |
связи: |
первых прокариотов. Первые хлоропласты (теория эндосимбиоза). |
|
Ближайшие связи отряд Cyanobacteriales, семейство Cyanobiaceae. |
|
|
Строение |
Структурная часть клеточной стенки состоит из муреина. Муреин |
клеточной |
расположен между двумя мембранами. Клетки часто покрыты чехлом из |
стенки: |
слизи, состоящей из гидратированных полисахаридов. Клетка окружена |
|
клеточной стенкой грамотрицательного типа (между двумя мембранами |
|
– плазмалеммой и внешней мембраной – находится слой плотного |
|
полимера – муреина, состоящего из двух аминосахаров и трех |
|
аминокислот). |
|
|
Строение |
То же самое т. к. циантобактерии. Типичные клетки цианобактерий. |
клетки: |
Клетка прокариотическая – ДНК лежит в центре клетки без мембран (нет |
|
ядра, кольцевая хромосома, нет ЭПС, АГ, митохондрий, пластид, их |
|
функции выполняют внутренние складки плазмолеммы, мелкие |
|
рибосомы). Тилакоиды свободно лежат в цитоплазме (одиночные |
|
равноудаленные). На поверхности тилакоидов фикобилисомы – |
|
полудисковидные тельца, в которых находятся фикобилиновые |
|
пигменты (фикоцианин, фикоэритрин, аллофикоцианин). Запасы – |
|
цианофициновые гранулы. |
|
|
Строение |
Типы таллома: |
таллома: |
-Коккоидный (образуют колонии) |
|
|
|
-Нитчатый |
|
|
Фотосинтез: |
Фотосинтез осуществляется за счет тилакоидов (в них находятся |
|
пигменты)(тилакоиды у прохлорофитов собраны в граны), на их |
|
поверхности расположены фикобилисомы – полудисковые тельца, в |
|
которых находятся фикобилиновые пигменты ( фикоцианин, |
|
аллофикоцианин, фикоэритрин). |
|
Общая схема фотосинтеза цианобактерий представляет собой |
|
определенную серию реакций, включающую две последовательно |
|
действующие фотореакции. Свет, поглощаемый фоторецепторами |
|
фотосистемы II — фикобилипротеинами, хлорофиллом а, каротиноидами, |
|
— передается на хлорофилл реакционного центра. Поглощение кванта |
|
|