lecture_3

Лекция 3. Растения (Plants)

3.1.Общие признаки растений

1)Запасным продуктом является крахмал

2)В клеточных стенках содержится целлюлоза

3)Имеется оболочка и хлоропласт

4)Почти все организмы содержат хлорофилл

3.1.1.Происхождение хлоропласта

Происхождение хлоропласта (см. рис. ??) первичный эндосимбиоз, т. е. существовала эукариотическая клетка и включила в свой состав в качестве хлоропласта цианобактерию. Хлоропласт оказывается окружен двумя мембранами.

3.2. Глаукофитовые водоросли (Glaucophyta)

Одноклеточные либо мало клеточные. Среди жизненных форм бывают либо жгутиконосцы, либо полиплоидные особи (несколько клеток в общей слизи). Оболочка пластид этих организмов утрачена не полностью, следовательно, симбиоз зашел не далеко, и поглощенная цианобактерия изменилась не сильно. Относительно других организмов, у хлоропластов Глаукофитовых довольно большой геном т. е. большая часть генов остается в поглощенном хлоропласте, а часть генов, кодирующаяся внутри ядра поглотившего организма, невелика. Жгутики если присутствуют (к примеру, форма – монады) разные по длине и с волосками. В хлоропластах содержится только хлорофилл А, тилакоиды

в них одиночные. Запасное вещество крахмал, накапливающийся в цитоплазме.

3.3.1.Примеры Зеленых водорослей

1)Улотрикс (см. рис. ??) нитчатая водоросль, обитающая в пресных и соленых водоемах. Хлоропласт у Улотрикса всего один в виде кольца, опоясывающего клетку.

Лекция 3. Растения (Plants)

Жизненный цикл Улотрикса

–Половое размножение. Клетка гаплоидная. В какой-то момент в результате митоза образуются две двужгутиковые гаметы, и эти гаметы имеют разный тип спаривания, т. е. разное химическое сродство друг к другу (как + и ). Происходит перекрестное спаривание, и получается зигота, которая довольно быстро делится мейозом. В результате мейоза образуются тоже гаплоидные споры, которые садятся на какую-то поверхность и вырастают в нитчатую водоросль. Такой жизненный цикл называется гаплобионтным.

–Бесполое размножение. В результате митоза образуются гаплоидные споры, которые способны вырастать во взрослую нитчатую водоросль.

2)Ульва (см. рис. ??) пластинка из несколько слоев клеток.

Рис. 3.8. Ульва

Жизненный цикл Ульвы (см. рис. ??) классический жизненный цикл с двумя чередующимися поколениями (спорофит и гаметофит). У диплоидного спорофита какие-то клетки начинают многократно делиться, получаются споры. Из этих спор прорастает взрослая особь, клетки которой, в свою очередь, дают гаметы, и из зиготы уже прорастает спорофит (т. е. через поколение снова получили спорофит).

Лекция 3. Растения (Plants)

Рис. 3.9. Жизненный цикл Ульвы

3) Трентеполия (Trentepohlia) (см. рис. ??)

Рис. 3.10. Trentepohlia

Эта водоросль обладает красно-рыжим цветом из-за наличия каротиноидов, которые входят в состав жировых капель цитоплазмы. Если среда такая, что фотосинтез происходит не слишком быстро (недостаточно света), а потребление питательных веществ идет, то водоросль съедает эти капельки жира запасы,

в результате чего водоросль зеленеет.

4)Ацетабулярия (Acetabularia) (см. рис. 2.2) одноклеточная зеленая водоросль, имеющая сложное строение. Имеет единственное клеточное ядро. Жизненный цикл (см. рис. ??): клетка растет, потом ядра делятся и частично мигрируют в зонтик, затем Ацетабулярия частично или полностью распадается на отдельные клетки, которые становятся гаметами, сливаются и образуют зиготу. И из зиготы снова вырастает Ацетабулярия.

Лекция 3. Растения (Plants)

Рис. 3.11. Ацетабулярия

Рис. 3.12. Жизненный цикл Ацетабулярии

5) Гидродикцион водяная сеточка (Hydrodyction reticulatum) (см. рис. ??)

Рис. 3.13. Водяная сеточка

Жизненная форма ценобий (группа клеток, имеющая некое постоянное взаиморасположение, при размножении это расположение копируется). Клетки водоросли сцеплены в виде некоторой сеточки, которая растет в таком виде, как единое целое. Дальше внутри каждой клетки этой сеточки формируется новая сеточка, такая же, как исходная (см. рис. ??).

Лекция 3. Растения (Plants)

Рис. 3.14. Жизненный цикл Водяной сеточки

6)Спирогира (Spyrogyra) нитчатая водоросль, образующая светлую тину на прудах (см. рис. ??).

Каждая клетка имеет один хлоропласт (редко – два), который тянется по спирали вдоль внутренней поверхности всей клетки.

Жизненный цикл (см. рис. ??). Половой процесс неравноправная конъюгация: две гаплоидных спирогиры, оказавшись рядом, образуют мостикперемычку. По этому мостику из одной клетки в другую переходит ядро, а поскольку цитоплазма без клетки существовать не может, она дегенерирует (возможно даже перетекает за ядром), т. е. фактически две клетки сливаются в одну. Дальше образуется диплоидная зигота, которая покрывается оболочкой, образуя зигоспору. В этой зигоспоре происходит мейоз, т. е. образуется 4 яд-

Лекция 3. Растения (Plants)

ра, 3 из которых разрушаются. Клетка снова возвращается в гаплоидность, из нее впоследствии вырастает новая нитчатая водоросль.

Рис. 3.17. Жизненный цикл спирогиры

7) Вольвокс (Volvox) (см. рис. ??)

Рис. 3.18. Вольвокс

Жизненная форма колония клеток, где отдельные маленькие клетки, соединенные перемычками, выделяют очень много слизи, образуя шар.

3.4. Красные водоросли (Rhodophyta)

У Красных водорослей (см. рис. ??) никогда не бывает жгутиков, так как в их геноме есть не все белки, которые необходимы для их образования. Хлоропласт довольно развитый он не имеет оболочки, однако тилакоиды одичночные, не собраны в граны. Есть Хлорофилл А (он есть у всех, так как входит в состав фотосистем). Присутствуют вспомогательные ферменты (например, фикоцианин – фермент, способный поглощать фиолетовый спектр излучения), обеспечивающие красный цвет. Применение фикоцианина. Раз водоросли выглядят красными, значит, они отражают красные лучи, а область поглощения у них смещена в синюю сторону. Как раз

Лекция 3. Растения (Plants)

лучи спектра, близкого к фиолетовому, способны проникакть сквозь толщу воды. И поэтому Красные водоросли приспособлены к жизни на большей глубине (самые глубоководные обитают на глубине 150 метров и при этом фотосинтезируют).

Рис. 3.19. Красные водоросли – разнообразие

3.4.1.Признаки Красных водорослей

1)Отсутствие жгутиков

2)Закрытый митоз.

Митоз, при котором ядерная оболочка при делении клетки не разрушается, разделение хромосом происходит в пределах слегка вытянувшегося ядра, а уже потом, когда хромосомы разделились на две кучки, происходит разделение на два ядра, при этом нити веретена деления просовываются сквозь ядерные поры.

3)Миграция ядер.

Ядра могут мигрировать из клетки в клетку (общая черта с грибами).

4)Три поколения.

В типичном случае в жизненном цикле три поколения одно гаплоидное, одно диплоидное, из которого вырастает еще одно диплоидное, из которого затем митозом образуется снова гаплоидное).

5)Красные водоросли самые древние останки эукариот (более миллиарда лет).

Лекция 3. Растения (Plants)

3.5. Общие выводы

Таблица 3.1. Общая таблица для всех групп