Содержание

Особенности строения эвглены зеленой кратко

Эвглена зелёная относится к простейшим организмам, состоит из одной клетки. Относится к классу жгутиковых типа саркожгутиконосцев. Мнения учёных к какому царству относится этот организм разделились. Одни считают, что это животное, другие же относят эвглену к водорослям, т. е. к растениям.

Почему эвглену зелёную назвали именно зелёной? Все просто: эвглена заполучила своё наименование за свой яркий внешний вид. Как вы уже, наверное, догадались, этот организм – яркого зелёного цвета благодаря хлорофиллу.

Особенности, строение и среда обитания

Эвглена зелёная, строение которой достаточное непростое для микроорганизма, отличается вытянутым телом и острой задней половиной. Размеры простейшего невелики: в длину простейшее составляет не более 60 микрометров, а ширина редко доходит до отметки в 18 и более микрометров.

Простейшее обладает подвижным телом, которое способно менять свою форму. При необходимости микроорганизм может сокращаться или, наоборот, расширяться.

Сверху простейшее покрыто так называемой пелликулой, которая защищает организм от внешнего воздействия. Спереди у микроорганизма находится жгут, который помогает ей передвигаться, а также глазное пятно.

Не все эвглены используют для движения жгут. Многие из них просто сокращаются чтобы двигаться вперёд. Белковые нити, находящиеся под оболочкой организма, помогают организму сокращаться и тем самым передвигаться.

Зелёный цвет придают организму хроматофоры, принимающие участие в фотосинтезе, вырабатывая углеводы. Иногда при образовании хроматофорами большого количества углеводов тело эвглены может побелеть.

Инфузория туфелька и эвглена зелёная часто сравниваются в кругах учёных, однако, имеют мало общих черт. Например, эвглена питается как авто- так и гетеротрофно, инфузория туфелька же предпочитает только органический тип питания.

Простейшее обитает преимущественно в загрязненных водах (например, болотах). Иногда её можно встретить и в чистых водоемах с пресной или соленой водой.

Эвглена зелёная, инфузория, амёбы – все эти микроорганизмы можно встретить практически где угодно на Земле.

Характер и образ жизни эвглены зеленой

Эвглена всегда стремится переместиться в наиболее светлые места водоёма. Чтобы определить источника света она держит в своём арсенале специальный «глазок», расположенный рядом с глоткой. Глазок – крайне чувствителен к свету и реагирует на малейшие его изменения.

Процесс стремления к свету получил название положительного фототаксиса. Чтобы осуществить процесс осморегуляции эвглена обладает специальными сократительными вакуолями.

Благодаря сократительной вакуоли она избавляется от всех ненужных веществ в своём теле, будь то лишняя вода или накопившиеся вредные вещества. Вакуоль названа сократительной потому, что во время выброса отходов она активно сокращается, помогая и ускоряя процесс.

Также как и большинство других микроорганизмов, эвглена имеет одно гаплоидное ядро, т. е. обладает только одним набором хромосом. Помимо хлоропластов, её цитоплазма также содержит парамил – резервный белок.

Кроме перечисленных органелл у простейшего есть ядро и включения питательных веществ на случай, если какое-то время простейшему придётся обходиться без еды. Дышит простейшее, поглощая кислород всей поверхностью своего тела.

Простейшее умеет приспосабливаться к любым, даже самым неблагоприятным условиям среды. Если вода в водоёме стала замерзать, или водоём попросту высох, микроорганизм перестаёт питаться и двигаться, форма эвглены зелёной приобретает более круглый вид, а тело обволакивается специальной оболочкой, защищающей его от вредного воздействия среды, при этом жгутик у простейшего отпадает.

В состоянии «циста» (именно так называется этот период у простейших), эвглена может провести очень долгое время пока внешняя среда не стабилизируется и не станет более благоприятной.

Питание эвглены зеленой

Особенности эвглены зелёной делают организм как авто-, так и к гетеротрофным. Она питается всем, чем можно, поэтому эвглену зелёную относят как к водорослям, так и к животным.

Споры между ботаниками и зоологами так и не пришли к логическому завершению. Первые считают её животным и относят её к подтипу саркожгутоконосцев, ботаники же причисляют её к растениям.

При свете микроорганизм получает питательные вещества с помощью хроматоформ, т.е. фотосинтезирует их, ведя себя при этом как растение. Простейшее с помощью глаза всегда в поиске яркого источника света. Световые лучи с помощью фотосинтеза превращаются в пищу для неё. Конечно же, эвглена всегда имеет небольшой запас, например, парамилон и лейкозину.

При недостатке освещения простейшее вынуждено перейти на альтернативный способ питания. Конечно, первый способ предпочтителен для микроорганизма. На альтернативный источник питательных веществ переходят простейшие, которые провели длительное время в темноте за счёт чего потеряли свой хлорофилл.

За счёт того, что хлорофилл полностью исчезает микроорганизм теряет свой ярко-зелёный окрас и становится белой. При гетеротрофном типе питания простейшее перерабатывает пищу с помощью вакуолей.

Чем грязнее водоём, тем пищи больше, этим и обусловлено то, что эвглены предпочитают грязные запущенные болота и лужи. Эвглена зелёная, питание которой полностью напоминает питанием амёб, намного сложнее этих простых микроорганизмов.

Существуют эвглены, которым в принципе не свойственен фотосинтез и с самого своего зарождения они питаются исключительно органической пищей.

Такой способ получения пищи способствовал развитию даже своеобразного рта для заглатывания органической пищи. Учёные объясняют двойственный способ получения пищи тем, что все же растения и животные имеют одно происхождение.

Размножение и продолжительность жизни

Размножение эвглены зелёной

происходит только в максимально благоприятных условиях. За короткий промежуток времени чистая вода водоёма может стать мутно-зелёного цвета за счёт активного деления этих простейших организмов.

Близкими родственниками этого простейшего считаются снежная и кровавая эвглены. При размножении этих микроорганизмов можно наблюдать удивительные явления.

Так, в IV веке Аристотель описывал удивительный «кровавый» снег, который, однако, появился за счёт активного деления этих микроорганизмов. Цветной снег можно наблюдать во многих северных районах России, например, на Урале, Камчатке, или некоторых островах Арктики.

Эвглена – существо неприхотливое и может обитать даже в суровых условиях льда и снега. Когда эти микроорганизмы размножаются снег приобретает цвет их цитоплазмы. Снег в буквальном смысле «цветёт» красными и даже чёрными пятнами.

Простейшее размножается исключительно делением. Материнская клетка делится продольным способом. Сначала процессу деления подвергается ядро, а затем уже остальной организм. Вдоль тела микроорганизма образуется своеобразная борозда, которая постепенно делит материнский организм на два дочерних.

При неблагоприятных условиях вместо деления можно наблюдать процесс образования цист. В этом случае амёба и эвглена зелёная также похожи между собой.

Подобно амёбам, они покрываются специальной оболочкой и впадают в своеобразную спячку. В виде цист эти организмы разносятся вместе с пылью и когда попадают вновь в водную среду пробуждаются и начинают вновь активно размножаться.

Животная клетка произошла от растительной. Это предположение ученых основано на наблюдениях за Эвгленой Зеленой. В этом одноклеточном сочетаются черты животного и растения. Поэтому Эвглена считается переходным этапом и подтверждением теории о единстве всего живого. Согласно этой теории, человек произошел не только от обезьяны, но и от растений. Отодвинем дарвинизм на второй план?

Описание и особенности Эвглены

В существующей классификации Эвглена Зеленая относится к одноклеточным водорослям. Подобно прочим растениям, одноклеточное содержит хлорофилл. Соответственно, в признаки Эвглены Зеленой входит способность к фотосинтезу — преобразованию энергии света в химическую. Это типично для растений.

Строение Эвглены Зеленой предполагает наличие в клетке 20-ти хлоропластов. Именно в них и сосредоточен хлорофилл. Хлоропласты представляют собой зеленые пластины и бывают только у клеток, имеющих в центре ядро. Питание солнечным светом называется автотрофным. Таковым Эвглена пользуется днем.

Строение Эвглены Зелёной

Стремление одноклеточных к свету называется положительным фототаксисом. Ночью же водоросль гетеротрофна, то есть поглощает органику из воды. Вода должна быть пресной. Соответственно, встречается Эвглена в озерах, прудах, болотах, реках, предпочитая загрязненные. В водоемах с чистой водой водоросль малочисленна или вовсе отсутствует.

Обитая в загрязненных водоемах, Эвглена Зеленая может быть переносчиком трипаносом и лейшмании. Последняя является возбудителем ряда кожных заболеваний. Трипаносомы же провоцируют развитие африканской сонной болезни. Она поражает лимфатическую, нервную систему, приводит к лихорадке.

Любовью к стоячей воде с гнилостными остатками эвглена родственна амебе. Завестись героиня статьи может и в аквариуме. Достаточно на некоторое время забыть о фильтрации, смене воды в нем. При наличии в аквариуме Эвглены, вода зацветает. Поэтому аквариумисты считают одноклеточную водоросль своеобразным паразитом.

Приходится протравливать домашние водоемы химическими средствами, пересаживая при этом рыб в другие емкости. Однако, некоторые аквариумисты рассматривают героиню статьи в качестве корма для мальков. Последние воспринимают Эвглен в качестве животных, подмечая активное движение.

В качестве корма для мальков эвглен размножают в домашних условиях. Не ходить же все время на пруд. Размножаются простейшие быстро в любом блюдце с грязной водой. Главное, не убирать посуду с дневного света. Иначе, приостановится процесс фотосинтеза.

Гетеротрофное питание, к коему Эвглена прибегает ночью, — признак животных. Еще к животным чертам одноклеточного относится:

  1. Активное передвижение. Клетка Эвглены Зеленой имеет жгутик. Его вращательные движения обеспечивают мобильность водоросли. Перемещается она поступательно. Этим разнятся Эвглена Зеленая и Инфузория Туфелька. Последняя движется плавно, имея вместо одного жгутика множество ресничек. Они короче и изгибаются волнообразно.
  2. Пульсирующие вакуоли. Они подобны мышечным кольцам.
  3. Ротовую воронку. Как такового ротового отверстия у Эвглены нет. Однако, стремясь захватывать органическую пищу, одноклеточное как бы вжимает внутрь часть наружной мембраны. В этом отсеке задерживается пища.

Учитывая наличие у Зеленой Эвглены признаков как растений, так и животных, ученые спорят о принадлежности героини статьи к определенному царству. Большинство за причисление Эвглены к флоре. Животным одноклеточное считают примерно 15% ученых. Остальные видят в Эвглене промежуточный вид.

Признаки Эвглены Зеленой

У одноклеточного тело веретеновидной формы. У него жесткая оболочка. Длина тела приближена к 0,5 миллиметра. Перед тела Эвглены тупой. Здесь находится красный глазок. Он светочувствительный, позволяет одноклеточному находит «кормовые» места днем. За счет обилия глазков в местах скопления Эвглен, поверхность воды смотрится красноватой, бурой.

Эвглена Зелёная под микроскопом

Еще на переднем конце тела клетки крепится жгутик. У новорожденных особей его может не быть, поскольку клетка делится надвое. Жгутик остается на одной из частей. На второй двигательный орган отрастает со временем. Задний конец тела растение Эвглена Зеленая имеет заостренный. Это помогает водоросли ввинчиваться в воду, улучшает обтекаемость, а значит, и скорость.

Героини статьи свойственна метаболия. Это способность менять форму тела. Хоть зачастую оно веретенообразное, может быть и:

  • подобным кресту
  • вальковатым
  • шарообразным
  • комковатым.

Какой бы формы не была Эвглена, ее жгутик не виден, если клетка живая. От глаз отросток скрыт за счет частоты движения. Человеческий глаз не может уловить его. Способствует тому и малый диаметр жгутика. Рассмотреть его можно под микроскопом.

Строение Эвглены

Если обобщить сказанное в первых главах, Эвглена Зеленая — животное или растений, состоящее из:

  1. Жгутика, наличие которого относит Эвглену к классу жгутиконосцев. У его представителей бывает от 1-го до 4-х отростков. Диаметр жгутика равен примерно 0,25 микрометра. Отросток покрыт плазматической мембраной ми сложен из микротрубок. Они движутся относительно друг друга. Это и вызывает общее движение жгутика. Крепится он к 2-м базальным телам. Они удерживают резвый жгутик в цитоплазме клетки.
  2. Глазок. Иначе называется стигмой. Содержит зрительные волокна и линзоподобное образование. За счет них глазок и улавливает свет. Его линза отражает на жгутик. Получая импульс, тот начинает двигаться. Красный орган за счет окрашенных капель липида — жира. Расцвечен он каротиноидами, в частности, гематохромом. Каротиноидами именуют органические пигменты оранжево-красных тонов. Глазок окружен мембраной, подобной оболочке хлоропластов.
  3. Хроматофоры. Так называются пигментированные клетки и компоненты растений. Иначе говоря, речь о хлорофилле и содержащий его хлоропластов. Участвуя в фотосинтезе, они вырабатывают углеводы. Накапливаясь, последние могут перекрывать хроматофоры. Тогда Эвглена становится вместо зеленой белесой.
  4. Пелликула. Состоит из плоских мембранных пузырьков. Они слагают покровную пленку простейшего. Кстати, на латыни pillis — кожа.
  5. Сократительная вакуоль. Находится ниже основания жгутика. В латыни «вакуоль» означает «полый». Подобная мышечной, система сокращается, выталкивая из клетки излишки воды. За счет этого сохраняется постоянный объем Эвглены.

С помощью сократительной вакуоли не только происходит выталкивание продуктов обмена веществ, но и дыхание. В их системе схожи Эвглена Зеленая и Амеба. Основа основ клетки — ядро. Оно смещено к заднему концу тела водоросли, подвешено на хроматиновых нитях. Ядро — основа деления, которым размножается Эвглена Зеленая. Класс простейших характеризуется именно таким путем воспроизведения.

Жидкостным наполнением клетки Эвглены является цитоплазма. Ее основа — гиалоплазма. Она состоит из белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот. Именно среди них откладываются крахмалоподобные вещества. Компоненты буквально плавают в воде. Этот раствор и есть цитоплазма.

Процентный состав цитоплазмы непостоянен и лишен организации. Зрительно наполнение клетки бесцветно. Окраску Эвглене придает исключительно хлорофилл. Собственно, его скоплениями, ядром и оболочкой цитоплазма ограничена.

Питание

Питание Эвглены Зеленой не только наполовину автотрофное, а на половину гетеротрофное. В цитоплазме клетки накапливается взвесь крахмалоподобного вещества. Это питательный резерв на черный день. Смешенный тип питания именуется учеными миксотрофным. Если Эвглена попадает в скрытые от света водоемы, к примеру, пещерные, постепенно теряет хлорофилл.

Тогда одноклеточная водоросль больше начинает походить именно на простейшее животное, питаясь исключительно органикой. Это еще раз подтверждает возможность родства меж растениями и зверями. При наличии освещения героиня статьи не прибегает к «охоте» и малоподвижна. Зачем махать жгутиком, если пища в виде света сама падает на тебя? Активно двигаться Эвглена начинает исключительно в сумеречных условиях.

Обойтись ночь без еды водоросль не может, поскольку микроскопична. Делать достаточные запасы энергии попросту негде. Накопленное тут же расходуется на процессы жизнедеятельности. Если Эвглена голодает, испытывая как недостаток света, так и нехватку органики в воде, начинает расходовать крахмалоподобную субстанцию. Она называется парамил. Животные также используют откладываемый под кожей жир.

К резервному способу питания простейшее Эвглена Зеленая прибегает, как правило, в цисте. Это твердая оболочка, которую водоросль образует при сжатии. Капсула подобна пузырю. Собственно, понятие «циста» так и переводится с греческого.

Перед цистообразованием водоросль отбрасывает жгутик. Когда неблагоприятные условия сменяются стандартными, циста прорастает. Из капсулы может выйти одна Эвглена, или уже несколько. У каждой отрастает новый жгутик. Днем Эвглены устремляются к хорошо освещенным участкам водоема, держась у поверхности. Ночью одноклеточные распределяются по всей площади пруда или заводи реки.

Органоиды Эвглены Зеленой

Органоидами называют постоянные и специализированные структуры. Таковые есть как в клетках животных, так и растений. Есть альтернативный термин — органеллы.

Органоиды Эвглены Зеленой, по сути, перечислены в главе «Строение». Каждая органелла — жизненно важный элемент клетки, без которого та не сможет:

  • размножаться
  • осуществлять секрецию различных веществ
  • синтезировать что-либо
  • вырабатывать и преобразовывать энергию
  • передавать и хранить генетический материал

Органеллы свойственны для эукариотических организмов. У таких обязательно есть ядро и оформленная внешняя мембрана. Эвглена Зеленая подходит под описание. Если обобщить, к органоидам эукариотов относятся: эндоплазматическая сеть, ядро, мембрана, центриоли, митохондрии, рибосомы, лизосомы и аппарат Гольджи. Как видно, набор органоидов Эвглены ограничен. Это указывает на примитивность одноклеточного.

Размножение и продолжительность жизни

Размножение Эвглены Зеленой, как говорилось, начинается с деления ядра. Два новых расходятся по разным сторонам клетки. Потом она начинает делиться в продольном направлении. Поперечное деление не возможно. Линия разрыва Эвглены Зеленой проходит меж двух ядер. Разделенная оболочка как бы замыкается на каждой половинке клетки. Получается две самостоятельных.

Пока происходит продольное деление, на «бесхвостой части» вырастает жгутик. Процесс может происходить не только в воде, но и снеге, на льду. Эвглена терпима к холоду. Поэтому на Урале, Камчатке, островах Арктики встречается цветущий снег. Правда, зачастую он алый или темный. Своеобразным пигментом служат родственницы героини статьи — Красная и Черная Эвглены.

Деление Эвглены Зелёной

Жизнь Эвглены Зеленой, по сути, бесконечная, поскольку одноклеточное размножается делением. Новая клетка — часть старой. Первая при этом продолжает «давать» потомство, сохраняясь сама.

Если говорит о сроке жизни конкретной клетки, сохраняющей целостность, речь о паре дней. Таков век большинства одноклеточных. Их жизнь столь же мала, как и размеры. Кстати, слово «Эвглена» сложено из двух греческих — «эу» и «глене». Первое переводится как «хорошо», а второе — «блестящая точка». В воде водоросль, действительно, поблескивает.

Наряду с другими простейшими, Эвглена Зеленая ходит в школьную программу. Одноклеточную водоросль изучают в 9-м классе. Учителя часто дают детям стандартную версию, согласно которой Эвглена — растение. Вопросы о нем встречаются в ЕГЭ по биологии.

Подготавливаться можно как по учебникам ботаники, так и зоологии. В обоих есть главы, посвященные Эвглене Зеленой. Поэтому некоторые учителя рассказывают детям о двойственности одноклеточного. Особенно часто углубленный курс дают в профильных биохимических классах. Ниже видео об Эвглене Зелёной, которая пугает инфузорий туфелек.

Содержание:

Эвглена зеленая – простейший одноклеточный организм, уникальный тем, что среди биологов до сих пор нет единодушного согласия, к какому царству она принадлежит, животных или растений. Дело в том, что эвглена зеленая сочетает в себе в равной мере признаки как растений, так и животных. Поскольку эвглена содержит в себе хлорофилл, то днем она питается от солнечного света благодаря процессу фотосинтеза, точь-в-точь как это делают все другие растения, но ночью, в темноте она преображается: при обилии органической пищи она может питаться гетеротрофно, то есть, как это делают все животные. Также эвглена зеленая способна передвигаться, опять же, как и все другие животные. Считается, что эвглена зеленая являет собой переходную форму от растений к животным, своим существованием она подтверждает теорию о единстве всего живого. А согласно этой теории человек произошел не только от обезьяны, но и от растений, так что и деревья и цветы наши далекие родичи, но вернемся к эвглене, какое ее строение, среда обитания, чем она питается, как размножается, читайте далее.

Эвглена зеленая: описание и характеристика. Как выглядит эвглена зеленая?

Тело эвглены зеленой состоит из двадцати хлоропластов, в которых и находится хлорофилл, участвующий в фотосинтезе. Хлоропласты представляют собой зеленые пластины, и в целом они присутствуют только у клеток с ядром в центре. И благодаря ним, эвглена зеленая и названа «зеленой», за счет хлоропластов и хлорофилла она действительно ярко-зеленого цвета.

Так выглядит эвглена зеленая, если смотреть на нее под микроскопом.

Если днем эвглена получает энергию за счет солнечного света благодаря процессу фотосинтеза, то ночью она питается органикой из воды. Сама вода при этом должна быть пресной. Поэтому эвглена водится в пресных водоемах: прудах, озерах, реках, болотах.

По внешнему виду эвглена схожа с водорослью, и была бы таковой одноклеточной водорослью, если бы не несколько нюансов. Во-первых, гетерофорное ночное питание эвглены характерно для животных, но не растений. Помимо этого есть и другие признаки принадлежности эвглены к животным:

  • Способность к активному передвижению. Передвигается эвглена при помощи специального жгутика, его вращательные движения обеспечивают ее мобильность. Движется эвглена всегда поступательно, к слову в этом моменте она отличается от другого простейшего одноклеточного организма – инфузории туфельки, чьи движения всегда плавные за счет большого количества маленьких ресничек.
  • Специальные пульсирующие вакуоли – еще один признак принадлежности эвглены к животному царству, своим строением они подобны мышечным волокнам, коими обладают животные, но не растения.
  • Наличие ротовой воронки, еще одно свидетельство об эвглене как о животном. Но стоит заметить, что как такового ротового отверстия у эвглены все-таки нет. Просто в попытке захватить органическую пищу, эвглена как бы вжимает внутрь часть своей наружной мембраны. В созданном таким образом отсеке и задерживается пища.

По причине всех этих моментов в ученом сообществе до сих пор не единодушия о том, куда эвглена зеленая относится: к растениям или животным. Большинство ученых все-таки причисляют ее к флоре, видя в ней одноклеточную водоросль, 15% биологов считают ее животным, остальные видят в ней промежуточный вид.

Признаки эвглены зеленой

Тело нашей героини веретеновидной формы с жесткой оболочкой. Длина тела эвглены в среднем составляет 0,5 мм. Передняя часть тела имеет тупую форму и обладает красным глазком. Глазок этот светочувствителен и позволяет своему обладателю находить «кормовые» места днем, другими словами «он ведет эвглену на свет», в любом водоеме эти микроорганизмы всегда собираются в самых светлых местах. К слову большое количество эвглен в том или ином водоеме делает поверхность воды красноватой, даже бурой. Столь необычный эффект от скопления эвглен наблюдал и описал в своих работах великий натуралист древности Аристотель в IV веке до н. е.

На переднем конце тела одноклеточного организма имеется жгутик. Причем у новорожденных организмов жгутик может отсутствовать, так как клетка делится на двое и жгутик остается только на одной из частей. На второй эвглене он отрастет со временем.

Задний конец тела эвглены зеленой наоборот является заостренным, такая его форма улучшает обтекаемость, а значит и скорость.

Интересно, что для эвглены зеленой свойственна метаболия, то есть способность менять форму тела. Несмотря на то, что как правило эвглены веретенообразные, в разных обстоятельствах они могут принимать и другие формы, быть:

  • подобными кресту,
  • вальковатыми,
  • шарообразными,
  • комковатыми.

Но вне зависимости от формы тела эвглены зеленой жгутик ее будет невидимым, если клетка живая. А невидим он по той причине, что частота его движений настолько быстрая, что человеческий глаз попросту не способен его уловить.

Строение эвглены зеленой

Резюмируя все сказанное выше можно заключить, что эвглена зеленая это животное или растение, состоящее из:

  • Жгутика, само наличие которого относит нашу героиню к классу жгутиконосцев. Диаметр жгутика составляет в среднем 0,25 микрометра, увидеть его можно только через мощный микроскоп. Отросток покрыт плазматической мембраной состоящей из микротрубочек, которые движутся относительно друг друга. Их движение и вызывает общее движение жгутика.
  • Глазка, также иногда его называют стигмой. Глазок состоит из зрительных волокон и линзоподобных образований. Благодаря последним он улавливает свет, который линза отражает на жгутик. Получив от нее импульс, жгутик в свою очередь начинает движение на свет. Красный цвет глазка эвглены обусловлен окрашенными каплями липида – жира. Сам глазок окружен мембраной.
  • Хроматофор, это специальные пигментированные клетки и компоненты растений, отвечающие за его окраску, у эвглены они ярко-зеленые.
  • Пепликулы, на латыни это слово значит «кожа». Пепликулы эвглены, состоящие из плоских мембранных пузырьков, образуют оболочку этого простейшего одноклеточного организма.
  • Сократительной вакуоли, которая располагается чуть ниже основания жгутика. Эта сократительная вакуоль является своеобразным аналогом мышечной ткани. В строении эвглены она ответственна за выталкивание из клетки излишков воды, благодаря чему эвглена сохраняет свой постоянный объем.

Вот так строение эвглены зеленой выглядит на рисунке.

Еще несколько слов о сократительной вакуоли, с ее помощью также осуществляется дыхание эвглены зеленой.

Среда обитания эвглены зеленой

Обитает эвглена только в пресных водоемах, причем особенно предпочитая те, где вода погрязнее. В водоемах с чистой водой эвглена либо малочисленна, либо и вовсе отсутствует. В этом отношении эвглена схожа с другими своими одноклеточными «коллегами»: амебами и инфузориями, которые также любят грязную воду.

Так как эвглены являются довольно таки устойчивыми к холоду, то помимо пресной воды они могут обитать в суровых условиях льда и снега.

Стоить заметить, что эвглена зеленая может быть опасной, так обитая в гнилостной воде она порой служит переносчиком трипаносом и лейшмании. Последняя является возбудителем некоторых кожных заболеваний. Трипаносомы же могут вызывать африканскую сонную болезнь, поражающую нервную и лимфатическую системы, что приводит к лихорадке.

Если эвглена попадет в аквариумную воду, то такая вода зацветет, поэтому не без основания аквариумисты считают эвглену опасным паразитом и пытаются от нее избавиться. Избавиться от эвглены зеленой можно при помощи специальных химических средств (не забыв на это время перемесить рыбу в другое место). И, разумеется, не стоит забывать о регулярной замене воды и фильтрации, тогда вода в аквариуме будет свежей и чистой и эвглены в ней не заведутся.

Питание эвглены зеленой

Как мы писали выше, питание этого существа наполовину гетеротрофное, и наполовину автотрофное, то есть и за счет солнечной энергии и за счет органики. Такой необычный, смешанный тип питания, характерный исключительно для жизнедеятельности эвглены зеленой, биологи прозвали миксотрофным.

Днем эвглена находится под Солнцем, она не тороплива и малоподвижна, и правда, зачем ей двигаться и махать своим жгутиком, если «пища» в виде солнечных лучей сама падает на тебя. Но если эвглена оказывается в каком-нибудь скрытом от Солнца, темном водоеме, а также ночью, то она из растения, преображается в животное, ее жгутик начинает активно двигаться, перемещая свою хозяйку по водоему в поисках органической «еды».

Поэтому если днем эвглены располагаются только в светлых частях водоема, причем обычно близко к поверхности воды, то ночью они расползаются по всему водоему.

Органоиды эвглены зеленой

Органоиды или органеллы – это постоянные или специализированные структуры каждой клетки, как животной, так и растительной. Что же касается органоидов эвглены зеленой, то они уже были перечислены выше, в разделе о строении эвглены. Каждый из этих органоидов или органелл жизненно важный элемент одноклеточного организма, без которого он не смог бы питаться, передвигаться, размножаться и вообще существовать.

Размножение эвглены зеленой

Хотели бы вы дорогой читатель жить вечно? Это философский вопрос, и возможно вы удивитесь, но в биологии есть пример «бесконечной жизни», и да, наша сегодняшняя героиня, эвглена и является этим примером. Продолжительность жизни эвглены зеленой, по сути, бесконечна! А все из-за способа ее размножения, который осуществляется исключительно посредством деления клетки. Так что эвглены, которые вы можете сегодня наблюдать в каком-нибудь зеленом пруду или болоте были созданы посредством деления от некой эвглены, живущей еще в эпоху динозавров, а то и раньше.

А вот то время, которое эвглена сохраняется неделимой, наоборот крайне мало, и составляет всего несколько дней. Дальше эвглена начинает делиться, потом опять делиться, и так до бесконечности.

Что же касается самого деления эвглены, то оно происходит в несколько этапов, все начинается с деления ядра клетки. Два новых ядрышка расходятся по разные стороны клетки, после чего уже сама клетка начинает делиться в продольном направлении. Поперечное деление не возможно.

Так деление эвглены выглядит схематически.

Разделенная оболочка замыкается на каждой половине клетки. Таким образом, из одной эвглены получается две. В благоприятной среде эти существа могут размножаться прямо таки в арифметической прогрессии.

Рекомендованная литература и полезные ссылки

  • Зеленая эвглена — своеобразный жгутиконосец. Вольвокс // Биология: Животные: Учебник для 7—8 классов средней школы / Б. Е. Быховский, Е. В. Козлова, А. С. Мончадский и другие; Под редакцией М. А. Козлова. — 23-е изд. — М.: Просвещение, 1993. — С. 14—16. — ISBN 5090043884.
  • Біологія: підруч. для 8 кл, загальноосвіт. навч. закл./ С. В. Межжерін, Я. О. Межжеріна. — К.: Освіта, 2008. — 256с. ISBN 978-966-04-0617-9.
  • Міхеева Т. М. Эўглена // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 18. Кн. 1.: Дадатак: Шчытнікі — ЯЯ. — Мн. : БелЭн, 2004. — Т. 18. — С. 186. — 10 000 прим. — ISBN 985-11-0295-4 (Т. 18. Кн. 1.).

Эвглена зеленая, видео

Эвглена зеленая: просто и понятно

  • Эвглена зеленая: описание и характеристика. Как выглядит эвглена зеленая?
  • Среда обитания эвглены зеленой
  • Питание эвглены зеленой
  • Органоиды эвглены зеленой
  • Размножение эвглены зеленой
  • Рекомендованная литература и полезные ссылки
  • Эвглена зеленая, видео
  • Эвглена зеленая – простейший одноклеточный организм, уникальный тем, что среди биологов до сих пор нет единодушного согласия, к какому царству она принадлежит, животных или растений. Дело в том, что эвглена зеленая сочетает в себе в равной мере признаки как растений, так и животных. Поскольку эвглена содержит в себе хлорофилл, то днем она питается от солнечного света благодаря процессу

    фотосинтеза, точь-в-точь как это делают все другие растения, но ночью, в темноте она преображается: при обилии органической пищи она может питаться гетеротрофно, то есть, как это делают все животные. Также эвглена зеленая способна передвигаться, опять же, как и все другие животные. Считается, что эвглена зеленая являет собой переходную форму от растений к животным, своим существованием она подтверждает теорию о единстве всего живого. А согласно этой теории человек произошел не только от обезьяны, но и от растений, так что и деревья и цветы наши далекие родичи, но вернемся к эвглене, какое ее строение, среда обитания, чем она питается, как размножается, читайте далее.

    Эвглена зеленая: описание и характеристика. Как выглядит эвглена зеленая?

    Тело эвглены зеленой состоит из двадцати

    хлоропластов, в которых и находится хлорофилл, участвующий в фотосинтезе. Хлоропласты представляют собой зеленые пластины, и в целом они присутствуют только у клеток с ядром в центре. И благодаря ним, эвглена зеленая и названа «зеленой», за счет хлоропластов и хлорофилла она действительно ярко-зеленого цвета.

    Так выглядит эвглена зеленая, если смотреть на нее под

    микроскопом.

    Если днем эвглена получает энергию за счет солнечного света благодаря процессу фотосинтеза, то ночью она питается органикой из воды. Сама вода при этом должна быть пресной. Поэтому эвглена водится в пресных водоемах: прудах, озерах, реках, болотах.

    По внешнему виду эвглена схожа с водорослью, и была бы таковой одноклеточной водорослью, если бы не несколько нюансов. Во-первых, гетерофорное ночное питание эвглены характерно для животных, но не растений. Помимо этого есть и другие признаки принадлежности эвглены к животным:

  • Способность к активному передвижению. Передвигается эвглена при помощи специального жгутика, его вращательные движения обеспечивают ее мобильность. Движется эвглена всегда поступательно, к слову в этом моменте она отличается от другого простейшего одноклеточного организма –
  • инфузории туфельки, чьи движения всегда плавные за счет большого количества маленьких ресничек.

  • Специальные пульсирующие вакуоли – еще один признак принадлежности эвглены к животному царству, своим строением они подобны мышечным волокнам, коими обладают животные, но не растения.
  • Наличие ротовой воронки, еще одно свидетельство об эвглене как о животном. Но стоит заметить, что как такового ротового отверстия у эвглены все-таки нет. Просто в попытке захватить органическую пищу, эвглена как бы вжимает внутрь часть своей наружной мембраны. В созданном таким образом отсеке и задерживается пища.
  • По причине всех этих моментов в ученом сообществе до сих пор не единодушия о том, куда эвглена зеленая относится: к растениям или животным. Большинство ученых все-таки причисляют ее к флоре, видя в ней одноклеточную водоросль, 15% биологов считают ее животным, остальные видят в ней промежуточный вид.

    Описание и особенности Эвглены

    В существующей классификации Эвглена Зеленая относится к одноклеточным водорослям. Подобно прочим растениям, одноклеточное содержит хлорофилл. Соответственно, в признаки Эвглены Зеленой входит способность к фотосинтезу — преобразованию энергии света в химическую. Это типично для растений. Разглядеть её можно только под микроскопом, который можно приобрести в магазине микроскопов.

    Строение Эвглены Зеленой предполагает наличие в клетке 20-ти хлоропластов. Именно в них и сосредоточен хлорофилл. Хлоропласты представляют собой зеленые пластины и бывают только у клеток, имеющих в центре ядро. Питание солнечным светом называется автотрофным. Таковым Эвглена пользуется днем.

    Строение Эвглены Зелёной

    Стремление одноклеточных к свету называется положительным фототаксисом. Ночью же водоросль гетеротрофна, то есть поглощает органику из воды. Вода должна быть пресной. Соответственно, встречается Эвглена в озерах, прудах, болотах, реках, предпочитая загрязненные. В водоемах с чистой водой водоросль малочисленна или вовсе отсутствует.

    Обитая в загрязненных водоемах, Эвглена Зеленая может быть переносчиком трипаносом и лейшмании. Последняя является возбудителем ряда кожных заболеваний. Трипаносомы же провоцируют развитие африканской сонной болезни. Она поражает лимфатическую, нервную систему, приводит к лихорадке.

    Любовью к стоячей воде с гнилостными остатками эвглена родственна амебе. Завестись героиня статьи может и в аквариуме. Достаточно на некоторое время забыть о фильтрации, смене воды в нем. При наличии в аквариуме Эвглены, вода зацветает. Поэтому аквариумисты считают одноклеточную водоросль своеобразным паразитом.

    Приходится протравливать домашние водоемы химическими средствами, пересаживая при этом рыб в другие емкости. Однако, некоторые аквариумисты рассматривают героиню статьи в качестве корма для мальков. Последние воспринимают Эвглен в качестве животных, подмечая активное движение.

    В качестве корма для мальков эвглен размножают в домашних условиях. Не ходить же все время на пруд. Размножаются простейшие быстро в любом блюдце с грязной водой. Главное, не убирать посуду с дневного света. Иначе, приостановится процесс фотосинтеза.

    Гетеротрофное питание, к коему Эвглена прибегает ночью, — признак животных. Еще к животным чертам одноклеточного относится:

    1. Активное передвижение. Клетка Эвглены Зеленой имеет жгутик. Его вращательные движения обеспечивают мобильность водоросли. Перемещается она поступательно. Этим разнятся Эвглена Зеленая и Инфузория Туфелька. Последняя движется плавно, имея вместо одного жгутика множество ресничек. Они короче и изгибаются волнообразно.
    2. Пульсирующие вакуоли. Они подобны мышечным кольцам.
    3. Ротовую воронку. Как такового ротового отверстия у Эвглены нет. Однако, стремясь захватывать органическую пищу, одноклеточное как бы вжимает внутрь часть наружной мембраны. В этом отсеке задерживается пища.

    Учитывая наличие у Зеленой Эвглены признаков как растений, так и животных, ученые спорят о принадлежности героини статьи к определенному царству. Большинство за причисление Эвглены к флоре. Животным одноклеточное считают примерно 15% ученых. Остальные видят в Эвглене промежуточный вид.

    Признаки эвглены зеленой

    Тело нашей героини веретеновидной формы с жесткой оболочкой. Длина тела эвглены в среднем составляет 0,5 мм. Передняя часть тела имеет тупую форму и обладает красным глазком. Глазок этот светочувствителен и позволяет своему обладателю находить «кормовые» места днем, другими словами «он ведет эвглену на свет», в любом водоеме эти микроорганизмы всегда собираются в самых светлых местах. К слову большое количество эвглен в том или ином водоеме делает поверхность воды красноватой, даже бурой. Столь необычный эффект от скопления эвглен наблюдал и описал в своих работах великий натуралист древности Аристотель в IV веке до н. е.

    На переднем конце тела одноклеточного организма имеется жгутик. Причем у новорожденных организмов жгутик может отсутствовать, так как клетка делится на двое и жгутик остается только на одной из частей. На второй эвглене он отрастет со временем.

    Задний конец тела эвглены зеленой наоборот является заостренным, такая его форма улучшает обтекаемость, а значит и скорость.

    Интересно, что для эвглены зеленой свойственна метаболия, то есть способность менять форму тела. Несмотря на то, что как правило эвглены веретенообразные, в разных обстоятельствах они могут принимать и другие формы, быть:

    • подобными кресту,
    • вальковатыми,
    • шарообразными,
    • комковатыми.

    Но вне зависимости от формы тела эвглены зеленой жгутик ее будет невидимым, если клетка живая. А невидим он по той причине, что частота его движений настолько быстрая, что человеческий глаз попросту не способен его уловить.

    Жгутиконосцы

    Класс Жгутиконосцы, подобно корненожкам — полифилетическая группа организмов, происходящая от разных предков. Среди них можно встретить, как свободноживущие формы, обитающие во влажной почве, в пресных и морских водах, так и паразитические виды.

    Важный признак данного класса — постоянная форма тела. Это связано с наличием плотной клеточной оболочки — пелликулы, которая придает определенную форму.

    Эвглена зеленая

    Эвглена зеленая по типу питания миксотроф — имеется и автотрофный, и гетеротрофный типы питания. На свету эвглена зеленая активно фотосинтезирует, благодаря наличию хлоропластов с хлорофиллом, создавая органические вещества (автотрофный тип питания). В темноте, из-за невозможности фотосинтеза, начинает поглощать твердые пищевые частицы (гетеротрофный тип питания).

    Эктоплазма эвглены зеленой уплотнена, образует пелликулу, что придает клетке веретенообразную форму. Очевидно, что эвглена зеленая, как представитель класса Жгутиконосцы, имеет органоид движения — жгутик. Жгутик один, располагается на переднем конце тела. Имеется одно ядро.

    Также нельзя обойти стороной особый орган — стигму (греч. stigma — метка, пятно) — также называемый глазок. Стигма — это светочувствительный орган, обладающий положительным фототаксисом, служит для восприятия световых раздражений. Эвглена зеленая, вследствие способности к фотосинтезу, всегда стремится занять наиболее освещенное место.

    Размножение осуществляется бесполым путем: продольным делением надвое. Половое размножение — с помощью копуляции.

    Таким образом, эвглена зеленая занимает в систематике особое место — она находится в промежуточном положении, так как ей присущи особенности и царства растения, и царства животные.

    Трипаносомы

    Трипаносома — одноклеточный организм класса жгутиковые, паразитирует в крови, спинномозговой жидкости и других тканях. Многие трипаносомы являются возбудителями тяжелых заболеваний, например — сонной болезни, болезни Шагаса.

    Некоторые виды выделяют в кровь человека токсины, вследствие чего эритроциты разрушаются. Размножение осуществляется только бесполое — продольным делением надвое. Переносчиком трипаносом являются слепни, клопы, кровососущая муха цеце.

    Лейшмании

    Лейшмании — род одноклеточных жгутиковых организмов, являются внутриклеточными паразитами млекопитающих (человек, собака) и пресмыкающихся. Оказавшись внутри клетки иммунной системы (макрофага), они не перевариваются, а вовсе наоборот — нагло поедают содержимое клетки организма-хозяина и размножаются. Разрушая клетки, вызывают кожные и висцеральные лейшманиозы. Переносчиком лейшманий являются москиты.

    Лямблии

    Лямблия — простейшее класса жгутиковые, паразит желудочно-кишечного тракта млекопитающих. Паразитирует в тонком кишечнике и желчных ходах, вызывая лямблиоз — болезнь грязных рук. Во время активного паразитирования находится в форме трофозоита. Размножаются делением надвое. При попадании в нижележащие отделы кишечника, образует цисты, которые выводятся во внешнюю среду и являются источником заражения новых хозяев.

    Трихомонады

    Трихомонада — простейшее класса жгутиковые, возбудитель заболеваний желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы. Питаются бактериями, размножаются продольным делением надвое.

    © 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

    .

    Строение эвглены зеленой

    Резюмируя все сказанное выше можно заключить, что эвглена зеленая это животное или растение, состоящее из:

    • Жгутика, само наличие которого относит нашу героиню к классу жгутиконосцев. Диаметр жгутика составляет в среднем 0,25 микрометра, увидеть его можно только через мощный микроскоп. Отросток покрыт плазматической мембраной состоящей из микротрубочек, которые движутся относительно друг друга. Их движение и вызывает общее движение жгутика.
    • Глазка, также иногда его называют стигмой. Глазок состоит из зрительных волокон и линзоподобных образований. Благодаря последним он улавливает свет, который линза отражает на жгутик. Получив от нее импульс, жгутик в свою очередь начинает движение на свет. Красный цвет глазка эвглены обусловлен окрашенными каплями липида – жира. Сам глазок окружен мембраной.
    • Хроматофор, это специальные пигментированные клетки и компоненты растений, отвечающие за его окраску, у эвглены они ярко-зеленые.
    • Пепликулы, на латыни это слово значит «кожа». Пепликулы эвглены, состоящие из плоских мембранных пузырьков, образуют оболочку этого простейшего одноклеточного организма.
    • Сократительной вакуоли, которая располагается чуть ниже основания жгутика. Эта сократительная вакуоль является своеобразным аналогом мышечной ткани. В строении эвглены она ответственна за выталкивание из клетки излишков воды, благодаря чему эвглена сохраняет свой постоянный объем.

    Вот так строение эвглены зеленой выглядит на рисунке.

    Еще несколько слов о сократительной вакуоли, с ее помощью также осуществляется дыхание эвглены зеленой.

    Эвглена зеленая — растение или животное?

    Среди ученых эвглена классифицируется частично как растение, частично как животное. В то же время официально она не относится ни к царству животных, ни к растениям. Согласно опросу в нашем Telegram-чате, многие считают, что это подвижное растение, но это не совсем так.

    Эвглены принадлежат к группе одноклеточных организмов эвгленозои, которые содержат бесцветные и пигментированные организмы. Среди них есть осмотрофы, у которых нет органов для приема пищи и которые способны поглощать молекулы непосредственно из окружающей среды. Также сюда относятся паразиты и фаготрофы, которые охотятся и поглощают твердые частицы пищи, включая бактерии и другие одноклеточные организмы, живущие в этих средах.

    Среди фаготрофов есть организмы, которые питаются бактериями, и эукариоты (клетки, содержащие ядра), которые питаются такими же эукариотами. Многие также способны к фотосинтезу.

    Самая интересная часть эвглены — это глазное пятно. Глазное пятно на самом деле представляет собой глазок (стигма), очень чувствительный к свету. Это помогает эвглене находить солнечный свет для фотосинтеза.

    Схема строения эвглены зеленой

    На протяжении сотен лет зоологи считали эти удивительные организмы животными, а ботаники считали их растениями. Классификация в итоге привела к путанице, так как эвглена зеленая может есть пищу посредством гетеротрофии, как животные, а также посредством автотрофии, как растения. Поэтому она и зеленого цвета, так как содержит хлоропласты.

    Среда обитания эвглены зеленой

    Обитает эвглена только в пресных водоемах, причем особенно предпочитая те, где вода погрязнее. В водоемах с чистой водой эвглена либо малочисленна, либо и вовсе отсутствует. В этом отношении эвглена схожа с другими своими одноклеточными «коллегами»: амебами и инфузориями, которые также любят грязную воду.

    Так как эвглены являются довольно таки устойчивыми к холоду, то помимо пресной воды они могут обитать в суровых условиях льда и снега.

    Стоить заметить, что эвглена зеленая может быть опасной, так обитая в гнилостной воде она порой служит переносчиком трипаносом и лейшмании. Последняя является возбудителем некоторых кожных заболеваний. Трипаносомы же могут вызывать африканскую сонную болезнь, поражающую нервную и лимфатическую системы, что приводит к лихорадке.

    Если эвглена попадет в аквариумную воду, то такая вода зацветет, поэтому не без основания аквариумисты считают эвглену опасным паразитом и пытаются от нее избавиться. Избавиться от эвглены зеленой можно при помощи специальных химических средств (не забыв на это время перемесить рыбу в другое место). И, разумеется, не стоит забывать о регулярной замене воды и фильтрации, тогда вода в аквариуме будет свежей и чистой и эвглены в ней не заведутся.

    Среда обитания и образ жизни

    Чаще всего местом обитания эвглены зеленой становятся загрязненные водоемы — болота, канавы и т. д. Но могут эти простейшие поселиться и в чистой воде, однако такая среда является для них менее комфортной. Если вода начинает «цвести», то есть становится зеленой, то это является признаком появления в воде этих одноклеточных.

    Что касается питания, то эвглена относится к миксотрофам, то есть для получения энергии она способна использовать два вида энергии. В обычных условиях простейшее ведет себя, как растение, а именно питается автотрофным способом — получает энергию из света при помощи хлорофилла. При этом euglena малоподвижна, передвигается только к источнику света.


    Эвглена зеленая обитает в загрязненной воде, такой, как болото

    Если одноклеточное остается в темноте на длительный период, оно переключается на гетеротрофный способ питания — поглощает органические вещества из воды. В этом случае с целью поиска микроэлементов эвглене приходится больше двигаться. Происходят с клеткой и внешние изменения — она теряет свой зеленый окрас, становится практически прозрачной.

    Хотя для большинства эвглен основным способом получения энергии является фотосинтез, встречаются экземпляры, предпочитающие с рождения питаться органической пищей. Следует отметить, что у одноклеточного имеется для такого питания своеобразный рот. Хотя пища заглатывается микроорганизмом не только этим ртом, но и всей оболочкой.


    Эвглена зеленая питается органикой, у нее даже есть рот для этого

    Из-за такой особенности питания биологи не имеют единой точки зрения по поводу того, является эвглена водорослью или животным. Ученые объясняют, что такое двойственное получение энергии подтверждает, что растения и животные имеют общее происхождение.

    Оказавшись в темноте в чистой воде, лишенной органических веществ, клетка погибает. При пересыхании или замерзания водоема она превращается в цисту. В этот период она не питается и не дышит. У нее исчезает жгутик и появляется плотная защитная оболочка. В таком виде она будет находиться, пока условия снова не станут приемлемыми для жизни.

    Способом размножения эвглены зеленой является деление. При благоприятных условиях простейшие могут очень быстро делиться. При этом можно наблюдать, как вода становится мутной и приобретает зеленый оттенок.

    Деление происходит продольным способом. Сначала делится ядро материнской клетки, а затем остальные ее части. Вдоль организма проходит продольная борозда, по которой материнская клетка разделяется на две дочерних.

    Питание эвглены зеленой

    Как мы писали выше, питание этого существа наполовину гетеротрофное, и наполовину автотрофное, то есть и за счет солнечной энергии и за счет органики. Такой необычный, смешанный тип питания, характерный исключительно для жизнедеятельности эвглены зеленой, биологи прозвали миксотрофным.

    Днем эвглена находится под Солнцем, она не тороплива и малоподвижна, и правда, зачем ей двигаться и махать своим жгутиком, если «пища» в виде солнечных лучей сама падает на тебя. Но если эвглена оказывается в каком-нибудь скрытом от Солнца, темном водоеме, а также ночью, то она из растения, преображается в животное, ее жгутик начинает активно двигаться, перемещая свою хозяйку по водоему в поисках органической «еды».

    Поэтому если днем эвглены располагаются только в светлых частях водоема, причем обычно близко к поверхности воды, то ночью они расползаются по всему водоему.

    Где обитает эвглена зеленая?

    Средой обитания эвглены считаются загрязненные пресные водоемы. Наверняка вы задавались вопросом «почему вода в болоте зеленая?» — такой оттенок вода приобретает как раз при сильном размножении эвглены зеленой. В таких водоемах для нее достаточно органической пищи, к тому же так эвглена остается на свету и может питаться за счет фотосинтеза — как растение.

    В этой воде большая концентрация эвглены зеленой

    Представители рода эвглен широко распространены в природе, они населяют пресноводные бассейны, пруды и озера. Эвглена может использовать фотосинтез и потребление органики как взаимозаменяемые и очевидно эквивалентные источники углерода и энергии. Полового размножения у эвглены не обнаружено.

    Органоиды эвглены зеленой

    Органоиды или органеллы – это постоянные или специализированные структуры каждой клетки, как животной, так и растительной. Что же касается органоидов эвглены зеленой, то они уже были перечислены выше, в разделе о строении эвглены. Каждый из этих органоидов или органелл жизненно важный элемент одноклеточного организма, без которого он не смог бы питаться, передвигаться, размножаться и вообще существовать.

    Особенности строения

    Название эвглена получила за зеленый цвет, который придают организму хроматофоры. Если рассматривать эвглену зеленую под микроскопом, то заметно, что клетка эвглены зеленой окраски имеет веретеновидную продолговатую форму, ее размеры меньше, чем амёбы обыкновенной (0,05-0,06 мм). Под оболочкой находится цитоплазма с органоидами и одним крупным ядром.

    Внешний слой цитоплазмы уплотнен, благодаря чему форма клетки может изменяться только в определенных пределах — незначительно сжиматься, при этом клетка становится немного короче и шире. В теле особи отчетливо виден красный светочувствительный глазок у ее переднего края.

    Рядом с ним в углублении расположен жгутик, с помощью вращательных движений которого эвглена зеленая передвигается. К светочувствительному глазку прилегает сократительная вакуоль, основная функция ее осморегуляторная (освобождение организма от избытка воды). Хроматофоры в организме особи овальной формы и расположены радиально.

    Клетка имеет:

    • ядро;
    • оболочку;
    • цитоплазму;
    • светочувствительный глазок;
    • сократительную вакуоль;
    • жгутик;
    • фоторецептор;
    • хлоропласты;
    • прочие органеллы.

    Оболочка (пелликула) защищает клетку от внешнего воздействия. Цитоплазма плотная, но пластичная, что позволяет организму немного менять форму, увеличиваться и сжиматься при необходимости.

    Благодаря светочувствительному глазку, имеющему красный цвет, эвглена реагирует на малейшие изменения в освещенности. Это позволяет ей немного ориентироваться в пространстве — она движется именно в направлении света.

    Для передвижения организм использует жгутик (протоплазматический вырост), располагающийся на передней части клетки. Жгутик совершает винтообразные движения, причем скорость эвглены превосходит скорости многих других простейших, что дает ей преимущество. Кроме того, euglena может двигаться и без участия жгута просто сокращаясь.

    Дышит euglena, поглощая кислород всем телом через клеточные мембраны, из них же выходит побочный продукт дыхания — углекислый газ. Общим признаком с растениями называют наличие хлорофилла, который определяет возможность фотосинтеза. Кроме того, из-за хлорофилла организм имеет ярко-зеленый цвет.

    Размножение эвглены зеленой

    Хотели бы вы дорогой читатель жить вечно? Это философский вопрос, и возможно вы удивитесь, но в биологии есть пример «бесконечной жизни», и да, наша сегодняшняя героиня, эвглена и является этим примером. Продолжительность жизни эвглены зеленой, по сути, бесконечна! А все из-за способа ее размножения, который осуществляется исключительно посредством деления клетки. Так что эвглены, которые вы можете сегодня наблюдать в каком-нибудь зеленом пруду или болоте были созданы посредством деления от некой эвглены, живущей еще в эпоху динозавров, а то и раньше.

    А вот то время, которое эвглена сохраняется неделимой, наоборот крайне мало, и составляет всего несколько дней. Дальше эвглена начинает делиться, потом опять делиться, и так до бесконечности.

    Что же касается самого деления эвглены, то оно происходит в несколько этапов, все начинается с деления ядра клетки. Два новых ядрышка расходятся по разные стороны клетки, после чего уже сама клетка начинает делиться в продольном направлении. Поперечное деление не возможно.

    Так деление эвглены выглядит схематически.

    Разделенная оболочка замыкается на каждой половине клетки. Таким образом, из одной эвглены получается две. В благоприятной среде эти существа могут размножаться прямо таки в арифметической прогрессии.

    Чем отличаются растения от животных

    Вроде бы эвглена зеленая — не что иное, как самое настоящее растение. Но чтобы точно отнести ее к растениям, нужно вспомнить отличительные черты этих организмов.

    • Растения не способы активно перемещаться в пространстве.
    • Клетка растения обязательно покрыта веществом, которое называется целлюлозой, или клетчаткой.
    • Растительная клетка откладывает запасные вещества в виде крахмала.

    Эвглена зеленая не попадает ни под один из этих критериев. Во-первых, она активно перемещается с помощью жгутика. Во-вторых, у эвглены нет клеточной стенки, ее тельце может менять свою форму. В-третьих, у эвглены нет крахмала, она запасает сахар в форме особого вещества – парамилона. Кстати, это уникальное вещество, которое не обнаружено больше ни у одного живого организма.

    Получается, что единственное, чем эвглена зелёная похожа на растения — наличием хлорофилла. По этой же причине ее нельзя отнести к животным, поскольку ни одно животное не способно к фотосинтезу.

    Эти спорные моменты заставляют выделить эвглену зеленую и все семейство эвглен в отдельное царство, отличное от растений и животных. Несмотря на это, в общепринятой классификации эвглена зеленая по-прежнему является простейшим (одноклеточным организмом). Но не исключено, что в ближайшем будущем эта классификация будет доработана.

    Рекомендованная литература и полезные ссылки

    • Зеленая эвглена — своеобразный жгутиконосец. Вольвокс // Биология: Животные: Учебник для 7—8 классов средней школы / Б. Е. Быховский, Е. В. Козлова, А. С. Мончадский и другие; Под редакцией М. А. Козлова. — 23-е изд. — М.: Просвещение, 1993. — С. 14—16. — ISBN 5090043884.
    • Біологія: підруч. для 8 кл, загальноосвіт. навч. закл./ С. В. Межжерін, Я. О. Межжеріна. — К.: Освіта, 2008. — 256с. ISBN 978-966-04-0617-9.
    • Міхеева Т. М. Эўглена // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 18. Кн. 1.: Дадатак: Шчытнікі — ЯЯ. — Мн. : БелЭн, 2004. — Т. 18. — С. 186. — 10 000 прим. — ISBN 985-11-0295-4 (Т. 18. Кн. 1.).

    Фототаксис. Как работает светочувствительный глазок эвглены?

    Долгое время считалось, что за светочувствительность отвечает стигма — красное пигментное пятно у основания жгутика. Но потом выяснилось, что стигма не имеет фоторецепторов и светочувствительностью не обладает

    Однако, по традиции именно ее до сих пор называют светочувствительным глазком и это название так и кочует из учебника в учебник.

    На самом же деле, она является лишь частью фоторецепторного аппарата. Многие жгутиконосцы, не имеющие стигмы, могут успешно реагировать на свет.

    Рецептором света служит участок мембраны у основания жгутика, расположенный прямо под пигментным пятном(при его наличии).

    Зачем тогда нужна стигма?

    Эвглена двигается, вращаясь вдоль продольной оси. Хорошо видна стигма и ее положение при вращении. Увеличение микроскопа 1000х

    Как видно на видео, при плавании эвглена вращается вокруг продольной оси, соответственно, однажды возникнет такое положение когда лучи света то попадают напрямую на рецептор, то на заслоняющую его стигму. Изменение освещенности фоторецептора влияет на работу жгутика, что позволяет двигаться к свету. Т.о. стигма выполняет роль экрана и помогает эффективно определять направление света. Однако, ее функции не ограничиваются просто заслонкой, она ещё работает как отражатель и как дифракционная решетка, т.е. преобразует световой сигнал и обеспечивает более сильное изменение его интенсивности.

    Пример фототаксиса

    На нижеследующем видео эвглены, следуя зову фототаксиса, собираются в самом освещенном месте — в центре препарата.

    Но даже хорошего может быть слишком много. Слишком яркий свет может повредить хлоропласты, и эвглены затем дружно эвакуируются из опасный зоны, оставляя середину пустой.

    Фототаксис эвглен. Увеличение микроскопа 400х и 200х

    Эвглена зеленая, видео

    Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.

    Страница про автора

    Программа по биологии

    ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ ПО БИОЛОГИИ ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В БАКАЛАВРИАТ

    Процедура проведения вступительного испытания

    1. Вступительное испытание проводится в соответствии с действующими Правилами приема в бакалавриат и специалитет и Положением о порядке проведения вступительных испытаний МФТИ.

    2. Вступительное испытание по биологии проводится с совмещением письменной и устной форм.

    3. Вступительное испытание состоит из трех частей.

    4. Первая часть вступительного испытания – тестирование с выбором варианта ответа. Длительность первой части – 45 минут.

    5. Во второй части вступительного испытания поступающим необходимо решить предложенные задачи и дать краткие ответы на предложенные вопросы. Длительность второй части – 1 час.

    6. Третья часть вступительного испытания – устный опрос по задачам и программе вступительного испытания. Длительность третьей части не более 1 часа, 15 минут из которого отведено на подготовку ответа. В этой части вступительного испытания абитуриенту может быть предложено проиллюстрировать ответ рисунком, в данном случае продолжительность может быть увеличена на 5 минут.

    Общие указания

    На экзамене по биологии поступающий должен показать:

    1. знание основных понятий и закономерностей, описывающих строение, жизнь и развитие живых организмов;

    2. знание строения и жизни растений, животных, человека, основных групп растений и животных;

    3. умение обосновывать выводы, оперировать понятиями при объяснении явлений природы с приведением примеров из практической деятельности человека.

    Программа вступительного испытания

    I. Растения

    Ботаника — наука о растениях. Цветковое растение и его строение.

    Семя. Строение семян (на примере двудольного и однодольного растений). Состав семян. Условия прорастания семян. Дыхание семян. Питание и рост проростка. Время посева и глубина заделки семян.

    Корень. Развитие корня из зародышевого корешка. Виды корней. Типы корневых систем (стержневая и мочковатая).

    Внешнее и внутреннее строение корня в связи с его функциями. Зона корня. Рост корня. Понятие ткани. Поглощение корнями воды и минеральных солей, необходимых растению. Удобрения. Дыхание корня. Видоизменения корня. Значение корня для жизни растения.

    Лист. Внешнее строение листа. Особенности внутреннего строения листа в связи с его функциями, кожица и устьица, основная ткань листа, проводящие пучки. Дыхание листьев. Фотосинтез. Испарение воды листьями. Значение листьев в жизни растений. Роль зеленых растений в природе и жизни человека.

    Стебель. Понятие о побеге. Почки вегетативные и цветочные, их строение и расположение на стебле. Развитие побега из почки. Рост стебля в длину. Ветвление стебля. Формирование кроны. Внутреннее строение древесного стебля в связи с его функциями: кора, камбий, древесина, сердцевина. Рост стебля в толщину. Образование годичных колец. Передвижение минеральных и органических веществ по стеблю. Значение стебля. Видоизмененные побеги: корневища, клубень, луковица, их строение, биологическое и хозяйственное значение.

    Вегетативное размножение цветковых растений. Размножение растений посредством побегов, корней, листьев в природе и растениеводстве (видоизмененными побегами, стеблевыми и корневыми черенками, отводками, делением куста, прививкой). Биологическое и хозяйственное значение вегетативного размножения.

    Цветок и плод. Строение цветка: цветоножка, цветоложе, околоцветник (чашечка и венчик), тычинки, пестик или пестики. Строение тычинки и пестика. Соцветия и их биологическое значение. Перекрестное опыление насекомыми, ветром. Самоопыление. Оплодотворение. Образование семян и плодов. Значение цветков, плодов и семян в природе и жизни человека.

    Растение и окружающая среда. Взаимосвязь органов. Основные жизненные функции растительного организма и его взаимосвязь со средой обитания.

    Классификация цветковых растений. Многообразие дикорастущих и культурных цветковых растений и их классификация. Элементарные понятия о систематических (таксономических) категориях — вид, род, семейство, класс. Значение международных названий растений.

    Класс двудольных растений. Семейство крестоцветных, розоцветных, бобовых, пасленовых, сложноцветных.

    Класс однодольных растений. Семейство злаков, семейство лилейных.

    Отличительные признаки растений основных семейств; их биологические особенности и народнохозяйственное значение. Типичные культурные и дикорастущие растения этих семейств. Влияние хозяйственной деятельности на видовое многообразие цветковых растений.

    Основные группы растений. Водоросли. Строение и жизнедеятельность одноклеточных водорослей (хламидомонада, плеврококк, хлорелла). Размножение водорослей. Нитчатые водоросли. Значение водорослей в природе и хозяйстве.

    Мхи. Зеленые мхи. Строение и размножение кукушкина льна. Мох сфагнум, особенности его строения. Образование торфа, его значение.

    Хвощ. Плаун. Папоротник. Строение и размножение.

    Голосеменные. Строение и размножение голосеменных (на примере сосны и ели). Распространение хвойных, их значение в природе, в народном хозяйстве.

    Покрытосеменные (цветковые). Приспособленность покрытосеменных к различным условиям жизни на Земле и господство в современной флоре.

    Влияние хозяйственной деятельности человека на видовое многообразие растений. Охрана растений.

    Развитие растительного мира на Земле. Основные этапы исторического развития и усложнения растительного мира на Земле. Создание культурных растений человеком. Достижения российских ученых в выведении новых сортов растений.

    Бактерии, грибы, лишайники. Бактерии. Строение и жизнедеятельность бактерий. Распространение бактерий в воздухе, почве, воде, живых организмах. Роль бактерий в природе, медицине, сельском хозяйстве и промышленности. Болезнетворные бактерии и борьба с ними.

    Грибы. Общая характеристика грибов. Шляпочные грибы, их строение, питание, размножение. Условия жизни грибов в лесу. Съедобные и ядовитые грибы. Плесневые грибы. Дрожжи. Грибы-паразиты, вызывающие болезни растений. Роль грибов в природе и хозяйстве.

    Лишайники. Строение лишайника. Симбиоз. Питание. Размножение. Роль лишайника в природе и хозяйстве.

    II. Животные

    Зоология — наука о животных. Значение животных в природе и жизни человека. Сходство и отличие животных и растений. Классификация животных.

    Одноклеточные. Общая характеристика. Обыкновенная амеба. Среда обитания. Движение. Питание. Дыхание. Выделение. Размножение. Инцистирование.

    Зеленая эвглена — одноклеточный организм с признаками животного и растения.

    Инфузория-туфелька. Особенности строения и процессов жизнедеятельности.

    Многообразие и значение одноклеточных. Малярийный паразит — возбудитель малярии. Ликвидация малярии как массового заболевания.

    Тип Кишечнополостные. Общая характеристика типа. Пресноводный полип — гидра. Среда обитания и внешнее строение. Лучевая симметрия. Внутреннее строение (двуслойность, разнообразие клеток). Питание. Дыхание. Нервная система. Рефлекс. Регенерация. Размножение вегетативное и половое.

    Тип Плоские черви. Общая характеристика типа. Строение на примере планарии – мускулатура, питание, дыхание, выделение, нервная система, размножение. Регенерация. Жизненный цикл основных представителей классов сосальщики и ленточные черви.

    Тип Круглые черви. Общая характеристика типа. Внешнее строение. Полость тела. Питание. Размножение и развитие. Многообразие паразитических червей и борьба с ними.

    Тип Кольчатые черви. Общая характеристика типа. Среда обитания. Внешнее строение. Ткани. Кожно-мускульный мешок. Полость тела. Системы органов пищеварения, кровообращения, выделения. Процессы жизнедеятельности. Нервная система. Регенерация. Размножение.

    Тип Моллюски. Общая характеристика типа. Класс двустворчатые на примере беззубки, класс брюхоногие на примере виноградной улитки. Класс головоногие на примере кальмара. .

    Тип Членистоногие. Общая характеристика типа. Класс Ракообразные. Речной рак. Среда обитания. Внешнее строение. Размножение. Внутреннее строение. Пищеварительная, кровеносная и дыхательная системы. Органы выделения. Питание, дыхание, выделение. Особенности процессов жизнедеятельности. Нервная система и органы чувств.

    Класс Паукообразные. Паук-крестовик. Среда обитания. Внешнее строение. Ловчая сеть, ее устройство и значение. Питание, дыхание, размножение. Роль клещей в природе и их практическое значение. Меры защиты человека от клещей.

    Класс Насекомые. Майский жук. Внешнее и внутреннее строение. Процесс жизнедеятельности. Размножение. Типы развития.

    Отряды насекомых с полным превращением. Чешуекрылые. Капустная белянка. Тутовый шелкопряд. Шелководство. Двукрылые. Комнатная муха, оводы. Перепончатокрылые. Медоносная пчела и муравьи. Инстинкт. Отряд насекомых с неполным превращением. Прямокрылые. Перелетная саранча — опасный вредитель сельского хозяйства. Роль насекомых в природе, их практическое значение.

    Тип Хордовые. Общая характеристика типа. Класс Ланцетники. Ланцетник — низшее хордовое животное. Среда обитания. Внешнее строение. Хорда. Особенности внутреннего строения. Сходство ланцетников с позвоночными и беспозвоночными.

    Класс Рыбы. Общая характеристика класса. Речной окунь. Среда обитания. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Полость тела. Пищеварительная, кровеносная, дыхательная системы. Плавательный пузырь. Нервная система и органы чувств. Поведение. Размножение и развитие. Забота о потомстве. Многообразие рыб. Отряды рыб: акулы, осетровые, сельдеобразные, карпообразные, кистеперые. Хозяйственное значение рыб. Промысел рыб. Искусственное разведение рыб. Прудовое хозяйство. Влияние деятельности человека на численность рыб.

    Класс Земноводные. Общая характеристика класса. Лягушка. Особенности среды обитания. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Особенности строения внутренних органов и процессов жизнедеятельности. Нервная система и органы чувств. Размножение и развитие. Многообразие земноводных и их значение. Происхождение земноводных.

    Класс Пресмыкающиеся. Общая характеристика класса. Прыткая ящерица. Среда обитания. Внешнее строение. Особенности внутреннего строения. Размножение. Регенерация. Многообразие современных пресмыкающихся. Древние пресмыкающиеся: динозавры, зверозубые ящеры. Происхождение пресмыкающихся.

    Класс Птицы. Общая характеристика класса. Голубь. Среда обитания. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Полость тела. Особенности внутреннего строения и процессов жизнедеятельности. Нервная система и органы чувств. Поведение. Размножение и развитие. Сезонные явления в жизни птиц, гнездование, кочевки и перелеты. Происхождение птиц. Приспособленность птиц к различным средам обитания. Роль птиц в природе и их значение в жизни человека.

    Класс Млекопитающие. Общая характеристика класса. Домашняя собака. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Полости тела. Система органов. Нервная система и органы чувств. Поведение. Размножение и развитие. Забота о потомстве. Отряды млекопитающих. Происхождение млекопитающих. Рукокрылые: летучие мыши. Грызуны. Хищные: собачьи, кошачьи. Ластоногие. Китообразные. Парнокопытные. Особенности строения пищеварительной системы жвачных. Породы крупного рогатого скота. Кабан. Домашние свиньи. Непарнокопытные. Дикая лошадь.. Приматы. Роль млекопитающих в природе и в жизни человека. Влияние деятельности человека на численность и видовое многообразие млекопитающих, их охрана.

    III. Человек и его здоровье

    Анатомия, физиология и гигиена человека — науки, изучающие строение и функции организма человека и условия сохранения его здоровья. Гигиенические аспекты охраны окружающей среды.

    Общий обзор организма человека. Общее знакомство с организмом человека (органы и системы органов). Элементарные сведения о строении, функциях и размножении клеток. Рефлекс. Краткие сведения о строении и функциях тканей. Ткани (эпителиальные, соединительные, мышечные и нервная).

    Опорно-двигательная система. Значение опорно-двигательной системы. Строение скелета человека. Соединения костей: неподвижные, полуподвижные суставы. Состав, строение (макроскопическое) и рост костей в толщину. Мышцы, их строение и функции. Нервная регуляция деятельности мышц. Движения в суставах. Рефлекторная дуга. Работа мышц. Влияние ритма и нагрузки на работу мышц. Утомление мышц. Значение физических упражнений для правильного формирования скелета и мышц.

    Кровь. Внутренняя среда организма: кровь, тканевая жидкость, лимфа. Относительное постоянство внутренней среды. Состав крови: плазма, форменные элементы. Группы крови. Значение переливания крови. Свертывание крови как защитная реакция. Эритроциты и лейкоциты, их строение и функции. Учение И.И.Мечникова о защитных свойствах крови. Борьба с эпидемиями. Иммунитет.

    Кровообращение. Органы кровообращения: сердце и сосуды (артерии, капилляры, вены). Большой и малый круги кровообращения. Сердце, его строение и работа. Автоматия сердца. Понятие о нервной и гуморальной регуляции деятельности сердца. Движение крови по сосудам. Пульс. Кровяное давление. Гигиена сердечно-сосудистой системы.

    Дыхание. Значение дыхания. Органы дыхания, их строение и функция. Голосовой аппарат. Газообмен в легких и тканях. Дыхательные движения. Понятия о жизненной емкости легких. Понятие о гуморальной и нервной регуляции дыхания. Гигиена дыхания.

    Пищеварение. Питательные вещества и пищевые продукты. Пищеварение, ферменты и их роль в пищеварении. Строение органов пищеварения. Пищеварение в полости рта. Глотание. Работы И.П.Павлова по изучению деятельности слюнных желез. Пищеварение в желудке. Понятие о нервно-гуморальной регуляции желудочного сокоотделения. Работы И.П.Павлова по изучению пищеварения в желудке. Печень, поджелудочная железа и их роль в пищеварении. Изменение питательных веществ в кишечнике. Всасывание. Рациональные подходы к питанию.

    Обмен веществ. Водно-солевой, белковый, жировой и углеводный обмен. Распад и окисление органических веществ в клетках. Ферменты. Пластический и энергетический обмен — две стороны единого процесса обмена веществ. Обмен веществ между организмом и окружающей средой. Норма питания. Значение правильного питания. Витамины и их значение для организма.

    Выделение. Органы мочевыделительной системы. Функции почек. Строение почек. Значение выделения продуктов обмена веществ.

    Кожа. Строение и функции кожи. Роль кожи в регуляции теплоотдачи. Закаливание организма. Гигиена кожи и одежды.

    Нервная система. Значение нервной системы. Строение и функции спинного мозга и отделов головного мозга: продолговатого, среднего, промежуточного, мозжечка. Понятие о вегетативной нервной системе. Большие полушария головного мозга. Значение коры больших полушарий.

    Анализаторы. Органы чувств. Значение органов чувств. Анализаторы. Строение и функции органов зрения. Гигиена зрения. Строение и функции органа слуха. Гигиена слуха.

    Высшая нервная деятельность. Безусловные и условные рефлексы. Образование и биологическое значение условных рефлексов. Торможение условных рефлексов. Роль И.М.Сеченова и И.П.Павлова в создании учения о высшей нервной деятельности; его сущность. Сознание и мышление человека как функции высших отделов головного мозга. Антинаучность религиозных представлений о душе. Гигиена физического и умственного труда. Вредное влияние курения и употребления спиртных напитков на нервную систему.

    Железы внутренней секреции. Значение желез внутренней секреции. Понятие о гормонах. Роль гуморальной регуляции в организме.

    Развитие человеческого организма. Воспроизведение организмов. Половые железы и половые клетки. Оплодотворение. Развитие зародыша человека. Особенности развития детского и юношеского организмов.

    IV. Общая биология

    Общая биология — предмет об основных закономерностях жизненных явлений. Значение биологии для медицины, сельского хозяйства и других отраслей народного хозяйства.

    Эволюционное учение

    Краткие сведения о додарвиновском периоде развития биологии. Основные положения эволюционного учения Ч.Дарвина. Значение теории эволюции для развития естествознания.

    Критерии вида. Популяция — единица вида и эволюции. Понятие сорта растений и породы животных.

    Движущие силы эволюции: наследственность, борьба за существование, изменчивость, естественный отбор. Ведущая роль естественного отбора в эволюции.

    Искусственный отбор и наследственная изменчивость — основа выведения пород домашних животных и сортов культурных растений. Создание новых высокопродуктивных пород животных и сортов растений.

    Возникновение приспособлений. Относительный характер приспособленности.

    Микроэволюция. Видообразование.

    Результаты эволюции: приспособленность организмов, многообразие видов.

    Использование теории эволюции в сельскохозяйственной практике и в деле охраны природы.

    Развитие органического мира

    Доказательства эволюции органического мира. Главные направления эволюции. Ароморфоз, идиоадаптация. Соотношение различных направлений эволюции. Биологический прогресс и регресс. Краткая история развития органического мира.

    Основные ароморфозы в эволюции органического мира.

    Основные направления эволюции покрытосеменных, насекомых, птиц и млекопитающих в кайнозойскую эру.

    Влияние деятельности человека на многообразие видов, природные сообщества, их охрана.

    Происхождение человека

    Ч.Дарвин о происхождении человека от животных.

    Движущие силы антропогенеза: социальные и биологические факторы. Ведущая роль законов общественной жизни в социальном прогрессе человечества.

    Древнейшие, древние и ископаемые люди современного типа.

    Человеческие расы, их происхождение и единство. Антинаучная, реакционная сущность социального дарвинизма и расизма.

    Основы экологии

    Предмет и задачи экологии, математическое моделирование в экологии. Экологические факторы. Деятельность человека как экологический фактор. Комплексное воздействие факторов на организм. Ограничивающие факторы. Фотопериодизм. Вид, его экологическая характеристика.

    Популяция. Факторы, вызывающие изменение численности популяций, способы ее регулирования.

    Рациональное использование видов, сохранение их разнообразия.

    Биогеоценоз. Взаимосвязи популяций в биогеоценозе. Цепи питания. Правило экологической пирамиды. Саморегуляция. Смена биогеоценозов. Агроценозы. Повышение продуктивности агроценозов на основе мелиорации земель, внедрения новых технологий выращивания растений.

    Охрана биогеоценозов.

    Основы учения о биосфере

    Биосфера и ее границы. Биомасса поверхности суши, Мирового океана, почвы. Круговорот веществ и превращение энергии в биосфере. В.И.Вернадский о возникновении биосферы.

    Основы цитологии

    Основные положения клеточной теории. Клетка — структурная и функциональная единица живого. Строение и функция ядра, цитоплазмы и ее основных органоидов. Особенности строения клеток прокариот, эукариот.

    Содержание химических элементов в клетке. Вода и другие неорганические вещества, их роль в жизнедеятельности клетки. Органические вещества: липиды, АТФ, биополимеры (углеводы, белки, нуклеиновые кислоты), их роль в клетке. Ферменты, их роль в процессах жизнедеятельности. Репликация ДНК.

    Обмен веществ и превращение энергии — основа жизнедеятельности клетки. Энергетический обмен в клетке и его сущность. Значение АТФ в энергетическом обмене.

    Пластический обмен. Фотосинтез. Биосинтез белков. Ген и его роль в биосинтезе. Код ДНК. Реакции матричного синтеза. Взаимосвязь процессов пластического и энергетического обмена.

    Вирусы, особенности их строения и жизнедеятельности.

    Размножение и индивидуальное развитие организмов

    Деление клетки, мейоз и оплодотворение — основа размножения и индивидуального развития организмов. Подготовка клетки к делению. Удвоение молекул ДНК. Хромосомы, их гаплоидный и диплоидный набор, постоянство числа и формы.

    Половое и бесполое размножение организмов. Половые клетки. Мейоз. Развитие яйцеклеток и сперматозоидов. Оплодотворение.

    Развитие зародыша (на примере лягушки). Постэмбриональное развитие. Вредное влияние алкоголя и никотина на развитие организма человека.

    Возникновение жизни на Земле.

    Основы генетики

    Основные закономерности наследственности и изменчивости организмов и их цитологические основы.

    Предмет, задачи и методы генетики.

    Моно- и дигибридное скрещивание. Законы наследственности, установленные Г.Менделем. Доминантные и рецессивные признаки. Аллельные гены. Фенотип и генотип. Гомозигота и гетерозигота. Единообразие первого поколения.

    Промежуточный характер наследования. Закон расщепления признаков. Статистический характер явлений расщепления. Цитологические основы единообразия первого поколения и расщепления признаков во втором поколении. Закон независимого наследования и его цитологические основы.

    Сцепленное наследование. Нарушение сцепления. Перекрест хромосом.

    Генотип как целостная исторически сложившаяся система. Генетика пола. Хромосомная теория наследственности.

    Значение генетики для медицины и здравоохранения. Вредное влияние никотина, алкоголя и других наркотических веществ на наследственность человека.

    Роль генотипа и условий внешней среды в формировании фенотипа. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Статистические закономерности модификационной изменчивости.

    Мутации, их причины. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Экспериментальное получение мутаций.

    Мутации как материал для искусственного и естественного отбора. Загрязнение природной среды мутагенами и его последствия.

    Генетика и теория эволюции. Генетика популяций. Формы естественного отбора: движущий и стабилизирующий.

    Основы селекции

    Генетические основы селекции растений, животных и микроорганизмов.

    Задачи современной селекции. Н.И.Вавилов о происхождении культурных растений. Значение исходного материала для селекции.

    Селекция растений. Основные методы селекции: гибридизация и искусственный отбор. Роль естественного отбора в селекции. Самоопыление перекрестноопыляемых растений. Гетерозис. Полиплодия и отдаленная гибридизация. Достижения селекции растений.

    Селекция животных. Типы скрещивания и методы разведения. Метод анализа наследственных хозяйственно-ценных признаков у животных-производителей. Отдаленная гибридизация домашних животных.

    Селекция бактерий, грибов, ее значение для микробиологической промышленности (получение антибиотиков, ферментных препаратов, кормовых дрожжей и др.). Основные направления биотехнологии (микробиологическая промышленность, генная и клеточная инженерия).

    Биосфера и научно-технический прогресс

    Биосфера в период научно-технического прогресса и здоровье человека. Проблемы окружающей среды: защита от загрязнения, сохранения эталонов и памятников природы, видового разнообразия, биоценозов, ландшафтов.

    Литература

    1. Мустафин А.Г. Биология. Для выпускников школ и поступающих в вузы. Учебное пособие. Издательство: Кнорус, 2020.

    2. Заяц Р.Г., Рачковская И.В., Давыдов В.В. Биология для поступающих в вузы. Издательство: Феникс, 2017.

    Помогите сделать вывод по лабораторной работе

    Красным цветом в таблице обозначены заданные и искомые параметры (см. Приложение)

    К этой категории мы относим все грибы, не вошедшие в категорию грибов съедобных. Сюда же относим и галлюциногенные грибы несмотря на то, что многие собирают их и едят… Вообще на нашем сайте мы осознанно обходим молчанием этот вопрос, т.к. считаем подобное просвещение делом наркологов. Наш же сайт призван служить справочником грибника, а не торчка.
    ИЛИ
    Под несъедобными видами грибов понимают слаботоксичные или другие не ядовитые грибы, которые по определенным причинам (культура, традиции, табу, пищевая ценность, вкусовые качества, плотность грибного тела) не употребляемы людьми в пищу. Известно, что на территории западной Европы большое количество грибов, которые вполне съедобны на территории России являются слабо или сильно ядовитыми. Связано это, прежде всего, с климатическими условиями и техногенными загрязнениями

    Зимой ноги мерзнут всегда, независимо от обуви. В резиновой обуви мех тонкий очень….да и зачем ходить в резиновой обуви зимой,когда в ней ходят весной и осенью. Лучше ходите зимой в зимней обуви и не болейте!

    Наличие плотной, не пропускающей твёрдые частицы, клеточной оболочки (как правило, состоящей из целлюлозы)

    Растения — продуценты. Они производят органические вещества с помощью углекислого газа и энергии солнца в процессе фотосинтеза

    Грибы и большая часть бактерий в последнее время относится к отдельным царствам. Раньше грибы и бактерии считались растениями

    Цианобактерии, или сине-зелёные водоросли, для которых, как и для большинства растений свойственен фотосинтез, согласно современным классификациям также не относятся к растениям (цианобактерии включены в царство Бактерии в ранге отдела)

    Другие признаки растений — неподвижность, постоянный рост, чередование поколений и другие — не являются уникальными, но в целом позволяют отличить растения от других групп организмов.

    1,видоизмененными стеблями
    2,видоизмененными листьями

    Технологическая карта урока биологии 7 класс по теме «Жгутиконосцы» | План-конспект урока по биологии (7 класс):

    Технологическая карта урока

    Предмет Биология. Класс: 7.

    Учебник(УМК):

    1. Рабочая программа к линии УМК под редакцией И. Н. Пономарёвой : учебно-методическое пособие / И. Н. Пономарёва, В. С. Кучменко, О. А. Корнилова и др. — М. : Вентана-Граф, 2017. — 88 с.
    2. Биология. 7класс. Учебник для учащихся общеобразовательных организаций./ В.М.Константинов, В.Г Бабенко,в.С. Кучменко.- М.: Вентана-Граф, 2017. —288 с.

    Тема урока: Класс Жгутиконосцы.

    Тип урока: Комбинированный (1ч.).

    Оборудование: 
    1. П.К., цифровой проектор, экран, мультимедийная презентация.
    2. Микроскоп, готовые микропрепараты “Эвглена зеленая”.
    3. Листы самоконтроля и самооценки.

    Цель темы как достигаемые образовательные результаты:

    Предметные: 2.П.,3.П.

    В результате выполненной работы обучающиеся

    знают:

    -особенности строения и жизнедеятельности животных класса Жгутиконосцы на примере эвглены зеленой

    умеют:

    — работать с микроскопом;

    — составлять сравнительную таблицу, работать со схемами и рисунками;

    применяют:

    — полученные знания и умения  при самостоятельной исследовательской работы с микроскопом и микропрепаратами.

    Метапредметные:6М., 9.М.

    Личностные:2Л., 7.Л.

    Цели урока как планируемые результаты обучения, планируемый уровень достижения целей: способность выделять особенности строения и жизнедеятельности животных класса Жгутиконосцы на примере эвглены зеленой.

    Уровень / планируемый результат

    Способ оценивания результата

    Понимание: способность объяснять особенности строения и процессов жизнедеятельности одноклеточных организмов.

    Устный опрос.

    Знание: способность определять понятие клетка, организм, классифицировать подцарство Простейшие, работать с рисунками.

    Устный опрос. Работа с рисунками.

    Применение: способность работать с микроскопом, выявлять особенности строения клеток на микропрепаратах, способность устанавливать взаимосоответствие между строением клетки  и процессами жизнедеятельности.

    Лабораторная групповая работа.

    Анализ: способность различать автотрофный и гетеротрофный способы питания эвглены, выявлять отличия в строении и в процессах жизнедеятельности организмов, относящихся к Царствам Растения и Животные.

    Тест.

    Синтез: способность обобщать свойства разных организмов и обосновывать общность происхождения  всех живых организмов на Земле.

    Минисочинения и сообщение.

    Оценка: способность оценивать значения формируемых умений  при самостоятельной исследовательской работе. 

    Устный опрос. Лист контроля и самооценки.

    Этап урока

    Время

    Деятельность учителя

    Деятельность обучающихся

    Мотивационный этап.

    1.1. Организационный момент

    3 мин

    Используя слайдпрезентацию, с помощью видео– и звуко– ряда, создаю эмоциональную атмосферу, подготавливаю к пониманию темы и цели урока.

    Показываю Слайды 1–10

    (Приложение 1).

    Слушая мелодию, просматривая слайды, эмоционально и интеллектуально настраиваются на исследовательскую работу по теме занятия.

    1.2. Целеполагание

    2 мин

    Модерация процесса определения темы урока.

    По окончании демонстрации слайдов задаю вопрос:

    – Как, исходя из предшествующего опыта работы на уроках, вы сформулируете тему и цель урока?

    – Как бы вы определили цель нашего урока?

    Показываю Слайды 11–12. 

    Сравнивая слайды, учащиеся обращают внимание на цветовой сигнал, вспоминают классификацию подцарства Простейших:
    Сегодня мы будем изучать животных класс Жгутиконосцы.

    Полученный за время изучения темы “Простейшие” опыт, помогает учащимся самостоятельно сформулировать цель урока: Мы должны выявить особенности строения и жизнедеятельности животных класса Жгутиконосцы.

    1.3. Мотивация

    1 мин

    Понимание. Фасилитация.

    Сообщаю учащимся о спорах биологов о месте эвглены зеленой в системе органического мира. Одни ученые полагали, что это растение, другие считали, что это животное.

    Учащиеся понимают, что им необходимо определить правоту какой – либо группы ученых в этом научном споре.

    1.4. Постановка задач урока

    1 мин

    – Что нам поможет определить место эвглены зеленой среди других живых организмов?

    Учащиеся определяют последовательность своей исследовательской деятельности.

    Операционный этап.

    2.1. Актуализация знаний.

    Проверка домашнего задания

    7 мин

    Понимание.

    – Прежде чем начинать изучение новой группы простейших, давайте вспомним материал прошлого урока.

    Фронтальный опрос с использованием вопросов и заданий.

    Знание.

    – Используя подобранные дома иллюстрации простейших, расскажите об их общих признаках.
    – Какие особенности строения тела одноклеточных животных вы знаете?
    – На основании чего можно утверждать, что клетка амебы является самостоятельным организмом?
    – Охарактеризуйте особенности жизнедеятельности амебы.

    Учащиеся рассказывают об общих признаках простейших, используя самостоятельно подобранные материалы (Интернет – ресурс).

    Доказывают , что клетка амебы – это живой организм, раскрывают особенности жизнедеятельности амебы.

    2.2. Исследовательская работа в парах

     

    Задача – определить особенности строения эвглены зеленой.

    7 мин

    Понимание.

    – Чтобы определить место эвглены зеленой в системе органического мира, мы должны узнать о ее строении. В этом нам поможет практическая работа с микроскопом и микропрепаратами.

    Раздаю инструктивные карточки (Приложение 2).

    Знание.

    – К какому выводу вы пришли в ходе выполнения практической работы?

    Показываю Слайд 13. 

    Учащиеся, рассматривая микропрепарат и работая с текстом параграфа 10 учебника, выявляют следующие особенности строения эвглены зеленой:
    – одноклеточный организм;
    – имеет один длинный жгутик;
    – содержит хлоропласты с хлорофиллом.

    В результате практической работы учащиеся делают вывод:
    – Эвглена зеленая имеет признаки и растений и животных и занимает пограничное положение между этими царствами и из этого следует, что все живые организмы на Земле имеют общее происхождение.

    2.3.Творческая работа (индивидуальная)

    Задача – рассказать об особенностях питания эвглены зеленой.

    5 мин

    Применение.

    – Используя знание об особенностях питания растений и простейших животных, сочините небольшой рассказ о том, как питается эвглена.

    Учащиеся сочиняют рассказы, а затем зачитывают некоторые из них. Оценивают соответствие содержания научным данным.

    2.4. Индивидуальное сообщение ученика

    Задача – рассказать об особенностях жизнедеятельности эвглены зеленой.

    5 мин

    Применение. Модерация по выявлению особенностей жизнедеятельности эвглены зеленой.

    С учеником, проявляющим особый интерес к изучению биологии, готовлю сообщение на основе дополнительной литературы и Интернет – ресурсов.

    Ученик выступает с сообщением.

    Остальные учащиеся делают краткие записи в тетради.

    3.Аналитический этап.

    3.1. Закрепление материала

    4 мин

    Оценка.

    Раздаю учащимся карточки с тестовыми заданиями (Приложение 3).

    Учащиеся выполняют тестовые задания.

    3.2. Выполнение целей и задач урока

    1 мин

    Оценка.

    – Итак, подведем итоги нашей работы на уроке.

    Учащиеся констатируют выполнение задач урока и достижение его цели.

    3.3. Формирование умений самоконтроля и самооценки

    2 мин

    Оценка.

    – Прошу вас провести самооценку работы на уроке (Приложение 4).

    Учащиеся оформляют и сдают карточки самооценки.

    3.4. Комментарий к домашнему заданию

    2 мин

    Кроме изучения материала параграфа 10 учебника, даю учащимся возможность выбора домашнего задания по способностям и интересам:
    1. составить кроссворд “Эвглена зеленая”;
    2. нарисовать портрет эвглены – растения и эвглены – животного;
    3. сочинить сказку “Планета эвглен”;
    4. подготовить презентацию “Эвглена зеленая – переходная форма”.

    Приложение 1. Презентация.

      

    Приложение 2. Инструктивная карточка для выполнения практической работы «Строение эвглены зеленой».

    Цель работы: выявить особенности строения эвглены зеленой;

                         доказать ее принадлежность к простейшим.

    Оборудование: микроскопы, готовые микропрепараты эвглены зеленой.

    Ход работы:

    1.Подготовьте микроскоп к работе.

    2.Рассмотрите микропрепарат сначала на малом увеличении, затем на большом.

    3.Выделите один экземпляр эвглены зеленой и определите форму тела, окраску животного. Какой конец тела эвглены является передним, а какой задним? Что находится на переднем конце тела? Почему эвглена зеленая имеет именно такой цвет?

    Какие органоиды содержаться в цитоплазме?

    4.Зарисуйте эвглену зеленую, наметьте обозначения частей и органоидов клетки.

    5. По результатам работы сделайте выводы.

    Приложение 3.Тестовые задания.

                            Карточка № 1

    1.С помощью чего передвигается эвглена зеленая?

    А- ложноножек, б- ресничек, в- жгутика

    2.Как называется процесс, в ходе которого эвглена получает органические вещества на свету?

    А- фотосинтез, б- дыхание, в- пищеварение

    3.Что произойдет с эвгленой зеленой, если ее поместить в темноту?

    А- начнет готовится к делению, б- перестанет образовывать хлорофилл и станет бесцветной, в- образует цисту.

    4.Найдите особенности строения, характерные для эвглены, но отсутствующие в клетках растений.

    А- хлоропласты, б- глазок, в- вакуоль, г- хлорофилл.

    5. Как происходит размножение эвглены?

    А- половым путем, б- бесполым путем.

                            Карточка № 2.    

    1.Чем покрыто снаружи тело эвглены?

    А-панцирем, б- пелликулой, в- цитоплазмой.

    2.Каким образом происходит питание эвглены в темноте?

    А- гетеротрофно, б- автотрофно.

    3.С помощью чего эвглена различает изменение освещенности?

    А- глазка, б- сократительной вакуоли, в- ядра.

    4.Назовите структуру эвглены зеленой, размер которой быстро и регулярно изменяется в процессе жизнедеятельности.

    А- глазок, б- жгутик, в- сократительная вакуоль, г- ядро.

    5.Какие движения совершает эвглена зеленая во время своего перемещения в пространстве?

    А-колебательные, б- вращательные, в- волнообразные.

    Приложение 4. Лист контроля и самооценки.

        №

                   Этап урока.

           Отметка.

        1

    Дом. задание.

        2

    Исследование

        3

    Творчество

    Трехмерная реконструкция органелл Euglena gracilis Z. I. Качественные и количественные изменения хлоропластов и митохондриального ретикулума в синхронной фотоавтотрофной культуре

    Ультраструктурные изменения хлоропластов и митохондрий наблюдались в синхронно растущих клетках Euglena gracilis Z в фотоавтотрофных условиях. Применение метода серийных срезов позволяет оценить количество и объем этих органелл.Несколько трехмерных реконструкций показывают их форму и распределение в клеточном цикле. В молодых клетках обнаруживается 10 отдельных дискоидных или разветвленных хлоропластов. Они демонстрируют типичную пластинчатую структуру хлоропластов эвгленоидов. В фазе роста (световой период) они увеличиваются, а их объем удваивается. Некоторые из них разветвляются, образуя 20 лопастей. Тилакоиды растут дольше без изменения количества. Пиреноид сохраняется только в первой половине этого периода. Во время фазы деления клеток (темный период) разветвленные хлоропласты делятся по 2 плоскостям, перпендикулярным друг другу и перпендикулярным плоскости тилакоидов.Все тилакоиды разрезаны, и их количество в дочерних хлоропластах не меняется. Объем пластидома составляет 15-18% от общего объема клетки за весь жизненный цикл. Одним из наиболее важных наблюдений в этом отчете является наличие единственного постоянного митохондриального ретикулума в течение всего клеточного цикла. Эта гигантская митохондрия состоит из чрезвычайно разветвленной сети с тонкими нитями (толщиной 0,4-0,6 микрометра), окружающими хлоропласты, ядро ​​и резервуар. Он распространяется по всей камере.В фазе роста он постепенно удлиняется и увеличивается в объеме вдвое. Степень разветвления увеличивается, но толщина нитей остается постоянной. Во время фазы деления митохондриальные элементы кажутся более ограниченными (толщиной 0,4 микрометра), и сеть постепенно разделяется на 2 дочерние сети. В любой момент клеточного цикла объем хондриома составляет около 6% от общего объема клетки. Эти результаты обсуждаются в сравнении с многочисленными соответствующими статьями по световой и электронной микроскопии клеток животных и растений.Они предполагают, что описания нескольких авторов пластидиального цикла и митохондриального цикла Эвглены, которые, как утверждается, характеризуются чередующимися сетчатыми и фрагментарными состояниями, частично являются результатом сомнительной интерпретации случайных участков. Очевидно, что форму и распределение органелл можно более точно определить с помощью серийных срезов.

    Физиологическая стабилизация клеток Euglena gracilis высоким содержанием внеклеточного кальция (100 мМ)

  • Barr R, Troxel KS, Crane FL (1982) Антагонисты кальмодулина ингибируют транспорт электронов в фотосистеме II хлоропластов шпината.Biochem Biophys Res Comm 104: 1182–1188

    Google ученый

  • Борле А.Б. (1975) Методы оценки влияния гормонов на потоки кальция in vitro. В: Hardman JG, O’Malley BW (eds) «Методы энзимологии», т. 39, Гормональное действие, часть D. Academic Press, Нью-Йорк, стр. 513–573

    Google ученый

  • Calvayrac R, Butow RA (1971) Действие антимицина на дыхание и структуру митохондрий Euglena gracilis .Арка Микробиол 80: 62–69

    Google ученый

  • Calvayrac R, Douce R (1970) Les polyglycérophospholipides d ‘ Euglena gracilis . FEBS Lett 7: 259–262

    Google ученый

  • Кэмпбелл А.К. (1983) Внутриклеточный кальций. Его универсальная роль регулятора. Johns Wiley and Sons, Чичота

    Google ученый

  • Cerana R, Bonetti A, Lado P (1983) Поглощение и накопление на мембранном уровне антагониста кальмодулина хлорпромазина у высших растений.Plant Sci Lett 30: 267–278

    Google ученый

  • Dubertret G, Joliot P (1974) Структура и организация фотосинтетических единиц системы II во время озеленения выращенного в темноте мутанта Chlorella . Biochim Biophys Acta 357: 399–411

    Google ученый

  • Fiskum G, Lehninger AL (1982) Митохондриальная регуляция внутриклеточного кальция. В: Cheung WY (ed) Кальций и функция клеток, т.2. Academic Press, New York, pp. 39–80

    . Google ученый

  • Hind G, Nakatani HY, Isawa S (1969) Роль Cl в фотосинтезе. I. Требования Cl к электронному транспорту. Biochim Biophys Acta 172: 277–289

    Google ученый

  • Кирстан М., Бак С (1977) Иммобилизация микробных клеток, субклеточных органелл и ферментов в гелях альгината кальция.Biotechnol Bioeng 19: 387–397

    Google ученый

  • Краймер Г., Мелконян М., Холтум Дж. Э., Латцко Э. (1985) Характеристика потоков кальция через оболочку интактных хлоропластов. Planta 166: 515–523

    Google ученый

  • Лаваль-Мартин Д.Л. (1985) Спектрофотометрический метод контролируемой феофитинизации для определения как хлорофиллов, так и феофитинов в растительных экстрактах.Анал Биохим 149: 121–129

    Google ученый

  • Марм Д. (1985) Роль кальция в клеточной регуляции метаболизма растений. Physiol Veg 23: 945–953

    Google ученый

  • Маттиассон Б., Ларссон М., Хан-Хагердал Б. (1984) Метаболическое поведение иммобилизованных клеток: влияние некоторых факторов микросреды. Ann NY Acad Sci 434: 475–478

    Google ученый

  • McCormack JG, Denton RM (1986) Ca 2+ в качестве второго мессенджера внутри митохондрий.Trends Biol Sci 11: 258–262

    Google ученый

  • Михайлова В., Илькова П. (1971) Фотометрическое определение микроколичеств кальция с арсеназо III. Анальный Чим Acta 53: 194–198

    Google ученый

  • Мур А.Л., Акерман КЕО (1984) Кальций и органеллы растений. Среда растительной клетки 7: 423–429

    Google ученый

  • Nakatani NY (1984) Ингибирование фотосинтетического выделения кислорода ингибиторами кальмодулинового типа и другими антагонистами кальция.Biochem Biophys Res Comm 121: 626–633

    Google ученый

  • Papageorgiou GC, Kalosaka K, Sotiropoulo G, Barbotin JN, Thomasset B, Thomas D (1988) Улавливание активных ионопроницаемых цианобактерий (Anacystis nidulans) в альгинате кальция. Appl Microbiol Biotechnol 29: 565–571

    Google ученый

  • Писториус EK (1983) Влияние Mn 2+ , Ca 2+ и хлорпромазина на фотосистему 2 Anacystis nidulans .Eur J Biochem 135: 217–222

    Google ученый

  • Робинсон П.К., Дайнти А.Л., Голдинг К.Х., Симплинс И., Треван М.Д. (1985) Физиология иммобилизованного альгинатом Хлорелла . Enzyme Microb Technol 7: 212–216

    Google ученый

  • Schnabl H, Yougman RTJ, Zimmermann U (1983) Поддержание целостности и функции мембран растительных клеток путем иммобилизации протопластов в альгинатных матрицах.Planta 158: 392–397

    Google ученый

  • Сингер С.Дж., Николсон Г.Л. (1972) Жидкая мозаичная модель структуры клеточных мембран. Наука 174: 720–731

    Google ученый

  • Sparrow RW, England RR (1984) Выделение кальций-связывающего белка из препарата фотосистемы II, выделяющего кислород. FEBS Lett 177: 95–98

    Google ученый

  • Tamponnet C, Costantino F, Barbotin JN, Calvayrac R (1985) Цитологическое и физиологическое поведение клеток Euglena gracilis , заключенных в гель альгината кальция.Physiol Plant 63: 277–283

    Google ученый

  • Tamponnet C, Rona JP, Barbotin JN, Calvayrac R (1988) Влияние высокой внешней концентрации кальция на этиолированные клетки Euglena gracilis Z и свидетельство внутреннего мембранного потенциала. Biochim Biophys Acta 943: 87–94

    Google ученый

  • Метаболомный ответ Euglena gracilis и его обесцвеченного мутантного штамма на свет

    Abstract

    Euglena , новый суперпродукт на рынке, представляет собой богатый питательными веществами зеленый одноклеточный микроорганизм, который обладает характеристиками как растений, так и животных.При выращивании в разных условиях Euglena производит разные биоактивные питательные вещества. Интересно, что Euglena — единственный известный микроорганизм, хлоропласты которого легко теряются при стрессе и становятся навсегда обесцвеченными. Мы применили газовую хроматографию-масс-спектрометрию (ГХ-МС) для определения метаболомов дикого типа (WT) Euglena gracilis и его обесцвеченного мутанта OflB2 при световой стимуляции. Мы обнаружили значительную разницу в метаболизме между клетками WT и OflB2 в ответ на свет.Повышение содержания компонентов мембраны (фосфолипидов и ациламидов) наблюдалось у WT, в то время как снижение некоторых метаболитов стимуляторов было обнаружено у OflB2. Эти метаболические изменения после световой стимуляции имеют большое значение для развития хлоропластов Euglena и их связи с ядром.

    Образец цитирования: Shao Q, Hu L, Qin H, Liu Y, Tang X, Lei A, et al. (2019) Метаболомический ответ Euglena gracilis и его обесцвеченного мутантного штамма на свет.PLoS ONE 14 (11): e0224926. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0224926

    Редактор: Хайтао Ши, Хайнаньский университет, КИТАЙ

    Поступила: 5 июня 2019 г .; Одобрена: 24 октября 2019 г .; Опубликовано: 7 ноября 2019 г.

    Авторские права: © 2019 Shao et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

    Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и ее файлах с вспомогательной информацией.

    Финансирование: Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (31670116, AL), Фондом исследовательской группы по инновациям провинции Гуандун (2014ZT05S078, JW) и Шэньчжэньским грантовым планом для науки и технологий (JCYJ201603080957, JCYJ209597818, оба к JW). Они используются для дизайна исследования, сбора данных, анализа данных и написания рукописи соответственно.Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

    Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

    Введение

    Эвглена — одноклеточная эукариотическая микроводоросль, имеющая общие характеристики как животных, так и растений. Он не имеет клеточной стенки, но содержит структуру светочувствительного глазного пятна и жгутик. Среди множества питательных веществ — 14 видов витаминов, 9 минералов, 18 аминокислот, 11 ненасыщенных жирных кислот и 7 других, таких как хлорофилл и парамилон (β-глюкан).Различные культивирования Euglena приводят к значительному разнообразию питательных веществ внутри клеток [1]. Клетки Euglena содержат полностью развитые хлоропласты, которые они могут расти как автотрофно под светом, так и гетеротрофно, поглощая органические вещества из окружающей среды [2]. Считается, что хлоропласты Euglena произошли от прохлорона в результате эндосимбиоза. В отличие от хлоропластов других микроводорослей или растений более высокого уровня, хлоропласты Euglena имеют низкую стабильность и склонны терять часть генома хлоропластов при стрессе, например, антибиотиках [2].Клетки Euglena , теряющие часть своих генов, связанных с фотосинтезом, приводят к появлению обесцвеченных мутантов, которые могут стабильно расти и размножаться в гетеротрофных средах.

    Хлоропласты отличаются от пропластидов без внутренней структуры. В разных средах или тканях пропластиды могут развиваться в пластидные структуры с разными функциями, такие как лейкопласты, амилопласты, хромопласты и хлоропласты. Свет является предпосылкой для биосинтеза хлорофилла Euglena , и обычно хлоропласты не могут развиваться в темноте.В процессе сборки хлоропластов фотопигменты регулируют синтез белков, связанных с хлоропластами, при световой стимуляции [3]. Некоторые из белков, связанных с хлоропластами, кодируются ядерными генами и транспортируются из цитоплазмы в протопласты с помощью транспортных пептидов. Эти белки помогают улучшить структуру и функциональное развитие хлоропластов. Например, увеличение количества хлорофилла, образование тилакоидов и развитие некоторых комплексов цепей переноса электронов зависят от этих белков [3].Кроме того, деление клеток и деление хлоропластов поддерживается синхронно, что приводит к изменению метаболического состояния клеток во время развития хлоропластов [4].

    Метаболомика относится к изучению метаболитов различных метаболических путей определенного организма. Качественная и количественная метаболомика может быть использована для выявления изменений метаболического состояния, выявления биомаркеров и выяснения связанных метаболических путей и механизмов реакции организма на раздражители окружающей среды [5–10].Метаболомика играет важную роль в системной биологии и способствует разработке лекарств [5], токсикологическим исследованиям [6] и диагностике заболеваний [7]. Наиболее распространенные методы, используемые в метаболомике, включают спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР), газовую хроматографию-масс-спектрометрию (ГХ-МС), жидкостную хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией (ЖХ-МС). Применение метаболомики в микроводорослях увеличивается с каждым годом. Например, изменение метаболома, вызванное стрессом, было исследовано у Ectocarpus siliculosu , Chlorella vulgaris и Pseudochoricystis ellipsoidea [11–13].В Euglena , хотя имеется бесчисленное количество отчетов об исследовании развития хлоропластов на морфологическом уровне [14–16], метаболомических исследований почти не наблюдается [17]. ГХ-МС может идентифицировать сотни соединений одновременно и обладает такими преимуществами, как высокая чувствительность, высокое разрешение и поддержка базы данных. Мы использовали эту технологию разделения и идентификации для обнаружения изменений метаболитов водорослей при световой стимуляции [17, 18].

    Чтобы раскрыть связанные механизмы развития хлоропластов при световой стимуляции у Euglena , мы применили световую стимуляцию к двум штаммам Euglena gracilis — дикого типа (WT) и обесцвеченному мутанту OflB2, полученному обработкой оксфлаксицином и проведенным методом ГХ-МС. для обнаружения метаболома.Это исследование выявляет физиологические изменения, связанные с развитием хлоропластов на метаболомном уровне, и обеспечивает теоретическую основу для дальнейших исследований биосинтеза хлоропластов и его ретроградной регуляции с ядром.

    Материалы и методы

    Выращивание водорослей и световая стимуляция

    Широкий тип E . gracilis CCAP 1224 / 5Z был приобретен из Коллекции культур водорослей и простейших (CCAP) и содержался в нашей лаборатории.Обесцвеченный мутант OflB2 навсегда потерял функциональные хлоропласты и был получен обработкой WT E . gracilis CCAP 1224 / 5Z с офлоксацином [2]. WT E . gracilis и обесцвеченный мутант OflB2 культивировали в среде Hetero (pH 3) [19] при температуре 23 ± 1 ° C.

    Спектр поглощения пигментов

    10 6 клеток смешивали с 1 мл 95% этанола и инкубировали при 4 ° C в течение ночи. После центрифугирования при 8000 g в течение 5 мин спектр поглощения супернатанта регистрировали спектрометром.Длину волны детектирования устанавливали равной 300-700 нм, а скорость сканирования составляла 20 нм · мин -1 .

    Обнаружение метаболома с помощью ГХ-МС

    Для исследования влияния световой стимуляции на состав метаболитов WT и OflB2, WT и OflB2 сначала культивировали в темноте. После 6 дней культивирования в темноте (образцы вводили в платформу) часть клеток собирали (использовали для образца 0 часов на свету), а оставшиеся клетки стимулировали светом при интенсивности света 65 ± 5 мкмоль м -2. с -1 .Образцы, обработанные светом, собирали через 4, 12, 24, 48 и 72 часа. Каждый образец имел три параллели. Метод извлечения метаболома описан в ранее опубликованной литературе [17, 18]. Метаболом исследовали с использованием системы газовой хроматографии-масс-спектрометрии GC-7890A-MS-5975C (Agilent Technologies, Inc.). Колонка для ГХ представляла собой капиллярную колонку HP-5MS (номер детали: 19091S-433), которая имела размер 30,0 м (длина) × 250 мкм (внутренний диаметр) × 0,25 мкм (толщина пленки). Температура на входе ГХ была установлена ​​на 230 ° C.В качестве газа-носителя использовался гелий с чистотой более 99,999%. 2 мкл образца вводили в режиме без разделения. Температурную процедуру термостата колонок устанавливали следующим образом: 45 ° C инкубировали в течение 2 минут, повышали до 280 ° C со скоростью 5 ° C мин. -1 , 280 ° C инкубировали в течение 2 минут. Температура линии передачи, температура источника ионов и квадруполь МС были установлены на 290 ° C, 230 ° C и 150 ° C, соответственно. Метаболиты задерживаются в капиллярной колонке не менее 10 минут. Использовался режим полного сканирования, а диапазон определения отношения заряда к массе был установлен на 50–550.

    Необработанные данные анализа ГХ-МС были проанализированы с использованием системы Agilent Automated Mass Spectrometry Deconvolution and Recognition System (AMDIS). Для качественного анализа метаболитов спектры масс-фрагментации были сопоставлены с базой данных Fiehn и базой данных Национального института стандартов и технологий (NIST). Относительное количество каждого метаболита — это отношение площади пика метаболита к площади пика внутреннего стандарта. Наконец, относительное количество метаболита было нормализовано по количеству клеток.

    Анализ главных компонентов (PCA) был проведен, чтобы показать взаимосвязь между образцами. Чтобы выявить изменения в паттернах экспрессии метаболитов, был проведен кластерный анализ (CA) и составлена ​​тепловая карта. На тепловой карте необработанные данные были преобразованы log 10 , чтобы лучше показать различия в паттернах экспрессии [20].

    Результаты

    Рост WT

    E . gracilis и OflB2

    Наросты WT E . gracilis и OflB2 в темноте или на свету показаны на рис. 1. Независимо от света или темноты, рост WT E . gracilis всегда был лучше OflB2. Плотность клеток WT была выше, чем у OflB2, с 3 по 9 день. С 6 по 9 день влияние света на рост было более очевидным для WT E . gracilis , чем OflB2. В темноте самая высокая плотность клеток WT была достигнута на 7-й день, а на свету — на 9-й день.Для OflB2 наблюдались небольшие различия в росте в темноте и на свету.

    Пигментные композиции в

    E . gracilis и OflB2

    Для исследования различий в составе пигментов между WT E . gracilis, и OflB2 регистрировали спектры поглощения пигментов (рис. 2). Пики поглощения были при 433 нм и 665 нм в WT E . gracilis , но такие пики поглощения не были обнаружены в OflB2, что указывает на то, что WT имеет пигменты, тогда как OflB2 не содержит пигментов.

    Анализ ГХ-МС

    Всего было собрано 36 образцов (2 штамма в 6 временных точках с 3 биологическими повторностями) для обнаружения метаболома. После фильтрации метаболитов с низкими показателями качества (ниже 70) в WT E было обнаружено 78 и 61 метаболит. gracilis, и OflB2 соответственно (см. Таблицу S1).

    Анализ главных компонентов (PCA)

    PCA был проведен, чтобы увидеть, существуют ли значительные метаболомные различия между WT E . gracilis, и OflB2 после световой стимуляции. Результаты показаны на рис. 3. Совокупный вклад PC1 и PC2 составил 76,1% для WT E . gracilis и 73,6% для OflB2, что указывает на то, что на эти первые два основных компонента приходится большая часть вариаций. Для WT E . gracilis образцы с разной продолжительностью света были отделены друг от друга (рис. 3), что позволяет предположить, что метаболом WT E . gracilis изменяется в зависимости от продолжительности освещения и WT E .Клетки gracilis адаптируются к изменению световой стимуляции посредством необходимых физиологических и биохимических изменений. В OflB2 (рис. 3) можно найти три кластера (образцы с менее чем 24-часовой световой стимуляцией, образцы с 48-часовой световой стимуляцией и образцы с 72-часовой световой стимуляцией), что позволяет предположить, что небольшие изменения метаболического пути произошли в Первые 24 часа световой стимуляции и определенная продолжительность света более 24 часов могут вызвать изменение метаболома в обесцвеченных мутантных клетках OflB2.Также не исключено, что изменение компонентов метаболитов через 24 ч может быть вызвано другими факторами, такими как старение клеток.

    Кластерный анализ

    Кластерный анализ проводили для выявления метаболических изменений после световой стимуляции у WT E . gracilis и OflB2. В WT E . gracilis , световая стимуляция приводит к активации некоторых метаболитов (рис. 4). Эти метаболиты включают аминокислоты и липидные метаболиты, такие как фосфонолипид (фосфорная кислота, бис (триметилсилил) монометиловый эфир), бензойный эфир (фталевая кислота, 6-этилокт-3-ил 2-этилгексиловый эфир) и сложный эфир глицина (глицин, N , N-бис (триметилсилил) -, триметилсилиловый эфир), а также энергетическое вещество, такое как сахарид (d-манноза).Световая стимуляция также изменила внутриклеточный метаболизм в OflB2 (рис. 4), а некоторые метаболиты стимуляторов снизились после световой стимуляции.

    Обсуждение

    Поскольку WT Euglena может расти до высокой плотности клеток как в светлых, так и в темных условиях, мы предположили, что полностью развитые хлоропласты не будут полезны, даже не обременены, для клеток, выращиваемых в темноте, где фотосинтетическая функция не требуется. В темноте WT Euglena не может фотосинтезировать, и хлоропласты внутри клеток могут быть бременем для клеток.Ожидалось, что без хлоропластов в темноте мутантные клетки будут расти лучше, чем WT, поскольку у них нет материалов и энергии для хлоропластов. Таким образом, обесцвеченные мутанты, растущие только гетеротрофно, могут демонстрировать преимущество в отношении лучшего роста по сравнению с дикими животными при тех же условиях. Однако неожиданно рост мутанта OflB2 был намного медленнее, чем рост WT в темноте, вероятно, из-за того, что мутант OflB2 потерял хлоропластный и частичный пластидный геном, что может повлиять на рост и размножение мутанта OflB2 в темноте [2] .

    Еще в 1970–80-х годах появились сообщения о фотоиндуцированном синтезе ферментов для фиксации углекислого газа на ранней стадии развития хлоропластов [21], демонстрирующих, что Rubisco увеличивал свою активность в течение 12 часов после предварительного освещения. стимуляция клеток Euglena [22, 23]. Также сообщалось, что под воздействием света было обнаружено снижение площади митохондриальной поверхности, митохондриальных липидов, цитохромов [24] и циклофоразы, такой как дельта-аминолевулиновая кислота (произносится) синтаза (ALA-синтаза) [25, 26 ] и митохондриальный фактор элонгации G также подавлялся [27], тогда как фосфоенол-пируваткарбоксилаза слегка повышалась [28, 29].Было обнаружено, что под воздействием света 44 митохондриальных белка на цельноклеточном 2-D геле уменьшились на 31 в относительном количестве, примерно на 70% у WT Euglena [30, 31]. Селективность, индуцированная видимым светом, изменяет скорость синтеза специфического митохондриального белка. Кроме того, после воздействия света была обнаружена несколько более низкая активность цитозольной альдолазы [32], аналогичная подавляемая активность наблюдалась также у фосфофруктокиназы [32], фосфоенолпируваткарбоксикиназы [33], НАД-глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы [21]. ] и яблочный фермент [34].Был сделан вывод, что по сравнению с OflB2, WT Euglena будет испытывать изменение режима питания после световой стимуляции, постепенно переходя из гетеротрофного в фотоавтотрофное состояние. Этот процесс в основном включает синтез хлорофилла, сборку хлоропластов и изменения в энергоснабжении митохондрий. Изменения уровней ферментов, вызванные различными физиологическими и биохимическими реакциями в цитоплазме, в конечном итоге приведут к изменениям некоторых основных компонентов метаболитов.

    В этом исследовании мы сообщили об относительно значительных различиях либо в паттернах ответа, либо в компонентах метаболитов между WT и OflB2 при световой стимуляции. Отдельные существенно измененные компоненты так или иначе участвуют в накоплении хлорофилла, формировании тилакоидных структур [35] и синтезе белков, связанных с фотосинтезом, и других в процессе развития хлоропластов. Когда-то сообщалось, что биосинтез фосфатидилглицерина (PG) является основой эмбрионального развития, а также нормальной мембранной структуры хлоропластов и митохондрий [36].Было заявлено, что галактолипиды, моногалактозилдиацилглицерин (MGDG) и дигалактозилдиацилглицерин (DGDG), основные липиды тилакоидной мембраны, необходимые для его развития, могут быть важны для поддержания оптимальной эффективности фотосинтеза [37, 38]. Рентгеноструктурные исследования фотосистемы I (ФС I) и фотосистемы II (ФС II) также показали, что тилакоидные липиды содержались в кристаллических структурах обоих соединений, и что PG и MGDG были обнаружены вблизи реакционного центра PS I и ПС II [39, 40].Кроме того, мы обнаружили, что по сравнению с контрольной группой WT-0h, WT-4h имел другой состав метаболитов, что дополнительно указывает на клеточный метаболизм WT E . gracilis изменяется очень быстро, через 4 часа после световой стимуляции. Это изменение в значительной степени представлено увеличением некоторых важных метаболитов. Например, увеличение содержания фосфонолипидов может быть связано с увеличением компонентов мембраны; образование тилакоидов в хлоропластах будет ускорено после световой стимуляции; а увеличение количества других аминокислот и амидов связано с синтезом некоторых фотосинтетических белков.Таким образом, можно с уверенностью заключить, что изменения компонентов метаболитов и содержания WT Euglena после световой обработки в основном связаны с накоплением веществ и энергии для фотосинтеза.

    Начиная с WT E . gracilis выполняет фотосинтез, можно понять, что усиление метаболической активности заключается в подготовке некоторых веществ для фотосинтеза. Однако обесцвеченный мутант OflB2 не содержал функциональных хлоропластов и, следовательно, не осуществлял фотосинтез, и мы пришли к выводу, что световая стимуляция может снизить транскрипцию определенных генов и привести к снижению уровней основных метаболитов в клетках.

    В сочетании с другими анализами данных Omic, такими как геномные, транскриптомные и протеомные данные (неопубликованные), проведенные в WT E . gracilis и обесцвеченных мутантов, мы предполагаем, что регуляция индуцированной светом фотореактивности в Euglena с большей вероятностью происходит на посттранскрипционном уровне. Метаболомический анализ показал, что метаболом WT E . gracilis при световой стимуляции в основном представлен его связью с увеличением компонентов мембраны.Например, свет способствует образованию тилакоидов в хлоропластах; увеличение других аминокислот и амидов связано с синтезом некоторых фотосинтетических белков. Однако при световой стимуляции метаболом обесцвеченного OflB2 характеризуется подавлением некоторых компонентов метаболита. Предполагается, что световая стимуляция замедляет метаболизм обесцвеченных клеток Euglena до определенной степени, делая его похожим на полудремлющее состояние за короткий период времени, тем самым уменьшая повреждение световым стрессом клеток без каких-либо функциональных хлоропластов. .Таким образом, метаболомный анализ WT E . gracilis и обесцвеченный мутант OflB2 показали, что изменения компонентов метаболита происходят в обоих штаммах после световой стимуляции. В WT E . gracilis , он в основном представлен увеличением некоторых метаболитов, таких как сложный эфир фосфорной кислоты, участвующий в синтезе мембран, и различные аминокислоты в синтезе белков для фотосинтеза. Напротив, в обесцвеченном OflB2 метаболомы в основном характеризовались снижением количества некоторых вторичных метаболитов.Кроме того, клетки двух штаммов показали разные образцы ответа на световую стимуляцию: WT E . gracilis изменялись быстрее, чем обесцвеченные клетки. Следовательно, существует значительная разница в механизме ответа между двумя штаммами на световую стимуляцию. Мы предлагаем, что основная причина в WT E . gracilis должен перейти от гетеротрофии к аутотрофии, чтобы подготовиться к развитию хлоропластов и фотосинтезу. Однако обесцвеченные мутантные клетки OflB2 находятся в гетеротрофном состоянии, и световая стимуляция может работать как стресс вместо развития хлоропластов.В результате его клетки адаптируются к новой среде, изменяя метаболомный статус.

    Список литературы

    1. 1. Шварцбах SD. Крупномасштабное выращивание Euglena . В кн .: Биохимия, клеточная и молекулярная биология. Springer International Publishing AG; 2017. С. 289–290.
    2. 2. Ван JX, Ши ZX, Сюй XD. Остаточные пластиды обесцвеченных мутантов Euglena gracilis и их влияние на экспрессию генов, кодируемых ядром.Prog Nat Sci. 2004; 3: 21–25.
    3. 3. Раст А., Хайнц С., Никельсен Дж. Биогенез тилакоидных мембран. Biochim Biophys Acta. 2015; 1847 (9): 821–830. pmid: 25615584.
    4. 4. Waters MT, Langdale JA. Изготовление хлоропласта. EMBO J. 2009; 28 (19): 2861–2873. pmid: 19745808.
    5. 5. Son J, Lyssiotis CA, Ying H, Wang X, Hua S, Ligorio M и др. Глютамин поддерживает рост рака поджелудочной железы через метаболический путь, регулируемый KRAS. Природа.2013; 496 (7443): 101–105. pmid: 23535601.
    6. 6. Zhang ZH, Zhao YY, Cheng XL, Dai Z, Zhou C, Bai X и др. Общая токсичность Pinellia ternata (Thunb.) Berit. у крыс: метабономический метод определения профиля метаболических изменений в сыворотке крови. J Ethnopharmacol. 2013; 149 (1): 303–310. pmid: 23831079.
    7. 7. Sreekumar A, Poisson LM, Rajendiran TM, Khan AP, Cao Q, Yu JD, et al. Метаболомные профили определяют потенциальную роль саркозина в прогрессировании рака простаты.Природа. 2009; 457 (7231): 910–914. pmid: 19212411.
    8. 8. Файн О., Копка Дж., Дорманн П., Альтманн Т., Третуэй Р. Н., Уиллмитцер Л. Профилирование метаболитов для функциональной геномики растений. Nat Biotechnol. 2000; 18 (11): 1157–1161. pmid: 11062433.
    9. 9. Файн О. Объединение геномики, анализа метаболома и биохимического моделирования для понимания метаболических сетей. Comp Funct Genomics. 2001; 2 (3): 155–168. pmid: 18628911.
    10. 10. Машего MR, Rumbold K, Heijnen JJ, Vand amme E, Soetaert W, Heijnen JJ.Микробная метаболомика: прошлые, настоящие и будущие методологии. Biotechnol Lett. 2007; 29 (1): 1–16. pmid: 17091378.
    11. 11. Риттер А., Диттами С.М., Гулиткер С., Корреа Дж. А., Бойен С., Потин П. и др. Транскриптомный и метаболомный анализ адаптации меди к стрессу у Ectocarpus siliculosus подчеркивает механизмы передачи сигналов и толерантности у бурых водорослей. BMC Plant Biol. 2014; 14: 116. pmid: 24885189.
    12. 12. Чжан В., Тан Н.Г., Ли С.Ф. Метаболомика на основе ЯМР и количественная оценка ЖХ-МС / МС выявляют металло-специфическую толерантность и окислительно-восстановительный гомеостаз у Chlorella vulgaris .Mol BioSyst. 2014; 10 (1): 149–160. pmid: 24226509.
    13. 13. Ито Т., Сугимото М., Тоя Ю., Ано Ю., Курано Н., Сога Т. и др. Метаболомика с временным разрешением новой водоросли trebouxiophycean при кормлении 13 CO 2 . J Biosci Bioeng. 2013; 116 (3): 408–415. pmid: 23706992.
    14. 14. Buetow DE. Молекулярная структура хлоропластов с особым упором на тилакоиды и оболочки. В: Биология Euglena . Academic Press: Нью-Йорк; 1982 г.Vol. III, стр. 254–255.
    15. 15. Ван JX, Ши ZX, Сюй XD. 2002. Бесхлоропластные мутанты двух видов Euglena . Acta Hydrobiologica Sinica, 26 (2): 175–179.
    16. 16. Heizmann P, Doly J, Hussein Y, Nicolas P, Nigon V, Bernardi G. Геном хлоропласта обесцвеченного мутанта Euglena gracilis . Biochim Biophys Acta. 1981; 653 (3): 412–415. pmid: 6788086.
    17. 17. Цзэн М., Хао В.Л., Цзоу Ю.Д., Ши М.Л., Цзян Ю.Г., Сяо П. и др.Подходы жирных кислот и метаболомного профилирования позволяют дифференцировать гетеротрофные и миксотрофные условия культивирования в пищевой добавке для микроводорослей « Euglena ». BMC Biotechnol. 2016; 16 (1): 49. pmid: 27255274.
    18. 18. Ван И, Ши М., Ню Х, Чжан Х, Гао Л., Чен Л. и др. Метаболомические основы лабораторной эволюции толерантности к бутанолу у фотосинтезирующих Synechocystis sp. PCC 6803. Факт о микробных клетках. 2014; 13, 151. pmid: 25366096.
    19. 19. Огбонна Дж. К., Томияма С., Танака Х.Гетеротрофное культивирование Euglena gracilis Z для эффективного производства α-токоферола. J Appl Phycol. 1998; 10 (1): 67–74.
    20. 20. Гудакр Р., Бродхерст Д., Смилд А. К., Кристал Б. С., Бейкер Д. Д., Бегер Р. и др. Предлагаемые минимальные стандарты отчетности для анализа данных в метаболомике. Метаболомика. 2007; 3: 231–241.
    21. 21. Боварник Дж. Г., Чанг С. В., Шифф Дж. А., Шварцбах С. Д.. События, связанные с ранним развитием хлоропластов Euglena : клеточное происхождение ферментов хлоропластов в Euglena .J Gen Microbiol. 1974; 83: 63–71. pmid: 4213097.
    22. 22. Freyssinet G, Eichholz RL, Buetow DE. Кинетика накопления рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы при созревании у Euglena gracilis . Plant Physiol. 1984; 75 (3): 850–857. pmid: 16663716.
    23. 23. Пино Б. Биосинтез рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы в зеленеющих клетках Euglena gracilis : накопление рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы и ее субъединиц.Planta. 1982; 156 (2): 117–128. pmid: 24272307.
    24. 24. Шанц Р., Шанц М.-Л., Дюрантон Х. Изменения аминокислотного и пептидного состава клеток Euglena gracilis во время развития хлоропластов. Plant Sci Lett. 1975; 5: 313–324.
    25. 25. Бил С.И., Фоли Т., Дзельзкалнс В. Синтаза δ-аминолевулиновой кислоты из Euglena gracilis . Proc Natl Acad Sci USA. 1981; 78 (3): 1666–1669. pmid: 6940180.
    26. 26. Фоли Т., Дзельзкалнс В., Бил С.И.Синтаза δ-аминолевулиновой кислоты Euglena gracilis : регуляция активности. Plant Physiol. 1982; 70 (1): 219–226. pmid: 16662450.
    27. 27. Эберли С.Л., Спремулли Г.Х., Спремулли Л.Л. Световая индукция факторов удлинения синтеза белка хлоропластов Euglena : относительная эффективность различных диапазонов длин волн. Arch Biochem Biophys. 1986; 245 (2): 338–347. pmid: 3082283.
    28. 28. Лаваль-Мартин Д., Фарино Дж., Пино Б., Кальвайрак Р.Эволюция ферментов, участвующих в углеродном обмене (фосфоенолпируват и рибулозо-бисфосфаткарбоксилазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназа) во время светоиндуцированного позеленения штаммов Z и ZR Euglena gracilis . Planta. 1981; 151 (2): 157–167. pmid: 24301724.
    29. 29. Пёнсген-Шмидт Э., Шнайдер Т., Хаммер У., Бец А. Сравнение фосфоенолпируват-карбоксикиназы из автотрофно и гетеротрофно выращенного Euglena и его роль во время темного анаэробиоза.Физиол растений. 1988; 86 (2): 457–462. pmid: 16665930.
    30. 30. Монрой А.Ф., Маккарти С.А., Шварцбах С.Д. Доказательства трансляционной регуляции биогенеза хлоропластов и митохондрий у Euglena . Plant Sci. 1987; 51: 61–76.
    31. 31. Монрой А.Ф., Гомес-Сильва Б., Шварцбах С.Д., Шифф Дж. Фотоконтроль уровня хлоропластов и митохондриальных полипептидов в Euglena . Plant Physiol. 1986; 80 (3): 618–622. pmid: 16664673.
    32. 32.Докерти А, Мерретт MJ. Выделение и ферментативная характеристика пропластидов Euglena . Plant Physiol. 1979; 63 (3): 468–473. pmid: 16660749.
    33. 33. Миятаке К., Ито Т., Китаока С. Субклеточное расположение и некоторые свойства фосфоенолпируваткарбоксикиназы (PEPCK) в Euglena gracilis . Agri Biol Chem. 1984; 48: 2139–2141.
    34. 34. Карн Р.С., Худок Г.А. Фоторепрессируемый изофермент яблочного фермента в штамме Euglena gracilis Z.J Protozool. 1973; 20 (2): 316–320. pmid: 4145408.
    35. 35. Прибыл М., Лабс М., Лейстер Д. Структура и динамика тилакоидов наземных растений. J Exp Bot. 2014; 65 (8): 1955–1972. pmid: 24622954.
    36. 36. Tanoue R, Kobayashi M, Katayama K, Nagata N, Wada H. Биосинтез фосфатидилглицерина необходим для развития эмбрионов и нормальных мембранных структур хлоропластов и митохондрий в Arabidopsis . FEBS Lett. 2014; 588 (9): 1680–1685.pmid: 24632290.
    37. 37. Кобаяси К., Наризе Т., Сонойке К., Хашимото Х., Сато Н., Кондо М. и др. Роль биосинтеза галактолипидов в скоординированном развитии фотосинтетических комплексов и тилакоидных мембран в биогенезе хлоропластов у Arabidopsis . Plant J. 2013; 73 (2): 250–261. pmid: 22978702.
    38. 38. Кобаяши К., Вада Х. Роль липидов в биогенезе хлоропластов. Subcell Biochem. 2016; 86: 103–125. pmid: 27023233.
    39. 39. Джордан П., Фромм П., Витт Х.Т., Клукас О., Сенгер В., Краусс Н.Трехмерная структура фотосистемы I цианобактерий при разрешении 2,5 А. Природа. 2001; 411 (6840): 909–917. pmid: 11418848.
    40. 40. Гуськов А., Керн Дж., Габдулхаков А., Брозер М., Зуни А., Сэнгер В. Фотосистема II цианобактерий с разрешением 2,9 Å и роль хинонов, липидов, каналов и хлорида. Nat Struct Mol Biol. 2009; 16 (3): 334–342. pmid: 19219048.

    Структура клеток протистов — Видео и стенограмма урока

    Как найти и увидеть протистов

    Выйдите на улицу и возьмите образец воды из пруда.Верните его в биологическую лабораторию, и вы удивитесь тому, что увидите под микроскопом. Всего лишь крошечный образец воды из пруда может выявить множество различных протистов прямо на ваших глазах.

    Фактически, микроскопист Антони ван Левенгук сказал: «Я не видел более приятного зрелища, чем это множество тысяч живых существ в одной маленькой капле воды», когда он стал первым человеком, который визуализировал крошечных протистов с помощью помощь микроскопа в 1600-х годах. Итак, как именно выглядят эти парни? Начнем с их внутренностей.

    Внутренняя структура протистов

    Поскольку протисты являются эукариотами, каждая клетка протистов содержит ядро. Это ядро ​​защищает ДНК протиста, которая является планом или кодом, который выполняет все функции клетки протиста. Клетки протистов, как и другие эукариотические клетки, имеют органелл, или крошечные органы, каждый из которых выполняет различные функции внутри клетки. Рибосомы — это органеллы, ответственные за синтез всех белков, которые понадобятся протисту, в то время как эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи помогают складывать и сортировать эти белки.

    У протистов также есть митохондрий , которые представляют собой органеллы, ответственные за превращение пищи в энергию, которую может использовать клетка. Фотосинтетические протистические клетки также имеют хлоропластов или органеллы, которые способны улавливать энергию солнечного света и превращать ее в сахара. Все клетки протистов окружены клеточной мембраной , которая представляет собой жидкий защитный слой, который помогает отделить клетку протистов от внешней среды, сохраняя все внутри в целости и сохранности.У некоторых протистов даже есть глазное пятно , которое представляет собой органеллу, которая помогает им обнаруживать свет, поэтому они могут двигаться к свету или от него по своему желанию.

    Альвеоляты — это протисты, у которых есть крошечные мембранные мешочки, называемые альвеолами, которые находятся непосредственно под их клеточными мембранами. Точная функция альвеол неизвестна, но они могут помочь в защите и регулировании. Динофлагелляты — это группа альвеолят, обладающих двумя очень интересными характеристиками. Они способны светиться в темноте, это явление известно как биолюминесценция .Когда их популяция внезапно растет, динофлагелляты также могут быть ответственны за то, что мы называем red tide , или красноватую / коричневатую воду, которую вы можете время от времени видеть на береговой линии. Динофлагелляты часто имеют сферическую форму, обычно одноклеточные, и, как следует из их названия, также имеют жгутики.

    Менее сферические и более продолговатые, клетки плазмодия также содержат альвеолы. Эти простейшие при переносе некоторыми комарами могут вызывать малярию.

    Существует более 100 000 различных видов диатомовых водорослей. Эти протисты представляют собой одноклеточные водоросли (или растительные протисты) и имеют множество различных форм. От цилиндрических до треугольных, от овальных до звездных — диатомовые водоросли получают пятерку за форму клеток! Вы можете найти этих протистов в океане; возьмите ведро с водой, и вы, возможно, собрали миллионы этих микроскопических клеток!

    Внешняя структура протистов

    Когда мы проходим мимо клеточной мембраны, оставляя внутреннюю часть протистовой клетки, все становится еще более разнообразным! В отличие от людей, у протистов нет ступней или ног, которые помогли бы им передвигаться, но у протистов есть множество других способов передвигаться с места на место.У некоторых протистов, например, есть жгутик. Жгутики, закрепленные на клеточной мембране, представляют собой структуры, похожие на плети, которые позволяют организмам перемещаться через жидкости. Протисты — не единственные организмы со жгутиками. Сперматозоиды человека тоже используют жгутики! Так они подплывают по репродуктивным путям самки, чтобы добраться до яйца.

    Одна группа протистов, называемая Trypanosoma , выглядит как крошечные волнистые линии, каждая из которых имеет жгутик на конце. Эти протисты живут у мух цеце и могут вызывать сонную болезнь!

    Некоторые протисты действительно хорошо умеют использовать свою цитоплазму, гелеобразную субстанцию, наполняющую их клетки, и клеточную мембрану для передвижения.Возьмем, к примеру, амебу. Амебы способны толкать свою цитоплазму в определенных направлениях, заставляя их клеточную мембрану выпирать в определенных местах, образуя небольшие бугорки, называемые псевдоподами, что буквально переводится как «ложные ножки». Амеба использует свои ложные ноги, чтобы добраться туда, куда им нужно, точно так же, как мы используем наши ноги.

    Некоторые протисты покрыты крошечными волосковидными выступами, называемыми ресничками. Как и жгутики, эти выступы используются для движения. Однако в отличие от жгутиков они намного короче и часто покрывают всю клеточную мембрану простейшего.Парамеций — это разновидность протистов с ресничками. Парамеции имеют овальную форму, покрыты ресничками. Они бьют свои крошечные реснички, чтобы они могли двигаться к чему угодно — например, к вкусной бактерии на обед!

    Макроскопические протисты

    Вы когда-нибудь купались и случайно собрали водоросли? Эти парни не микроскопические, но на самом деле протисты! К коричневым водорослям относятся все виды водорослей, от гигантских водорослей до морских пальм. Каждая из них состоит из миллионов крошечных эукариотических клеток-протистов, которые собираются вместе, образуя водоросли, которые вы знакомы с пляжем или в озере.

    Существуют и другие виды водорослей, например золотые водоросли. Золотые водоросли могут быть одноклеточными или многоклеточными, а некоторые выглядят как очень крошечные растения. Как следует из названия, они золотистого цвета.

    Резюме урока

    Давайте уделим несколько минут, чтобы проанализировать важную информацию, которую мы узнали в этом уроке о протистах и ​​их структуре. Протисты — это царство эукариотических клеток, которое лучше всего можно описать словом «разнообразие», поскольку они не растения, не животные и не грибы.Другими словами, простейшие классифицируются в своем собственном царстве, но они также имеют много общих черт с животными, растениями и грибами.

    Каждая протистовая клетка имеет ядро ​​и другие органеллы , которые представляют собой крошечные органы, каждый из которых выполняет различные функции внутри клетки. Органеллы в протистах включают такие вещи, как рибосомы , которые являются органеллами, ответственными за синтез всех белков, которые понадобятся протисту; митохондрий , которые являются органеллами, ответственными за превращение пищи в энергию, которую может использовать клетка; и хлоропластов , которые представляют собой органеллы, способные улавливать энергию солнечного света и превращать ее в сахара в фотосинтетических протистах.

    Мы также узнали, что все протисты окружены клеточной мембраной , которая представляет собой жидкий защитный слой, который помогает отделить клетку от внешней среды, и что у некоторых протистов даже есть глазное пятно , которое представляет собой органеллу, которая помогает им обнаруживать свет, чтобы они могли двигаться к свету или от него.

    Разнообразие клеток протистов — вот что помогает самим протистам быть такими разнообразными. Из разных форм (звезда, треугольник, цилиндр, сфера, овал…), к размножению бесполым или половым путем, к различным структурам передвижения (таким как жгутики, цитоплазма, псевдоподы и реснички), к способности производить биолюминесценции (также известной как светящийся в темноте), создавать красный прилив , который является красновато-коричневатая вода, которую вы можете время от времени видеть на береговой линии, или даже объединиться в массивные многоклеточные водоросли, также известные как водоросли . Есть ли что-то, что не могут сделать протисты?

    эукариотических клеток | Биология I

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Описать строение эукариотических растительных и животных клеток
    • Укажите роль плазматической мембраны
    • Обобщить функции основных клеточных органелл
    • Описание цитоскелета и внеклеточного матрикса

    Здесь должно быть ясно, что эукариотические клетки имеют более сложную структуру, чем прокариотические клетки.Органеллы позволяют одновременно выполнять в клетке различные функции. Прежде чем обсуждать функции органелл внутри эукариотической клетки, давайте сначала рассмотрим два важных компонента клетки: плазматическую мембрану и цитоплазму.

    Art Connection

    Рисунок 1: На этом рисунке показаны (а) типичная животная клетка и (б) типичная растительная клетка.

    Какие структуры есть у растительной клетки, чего нет у животной клетки? Какие структуры есть у животной клетки, а у растительной нет?

    Плазменная мембрана

    Подобно прокариотам, эукариотические клетки имеют плазматическую мембрану (рис. 2), состоящую из фосфолипидного бислоя со встроенными белками, которые отделяют внутреннее содержимое клетки от окружающей среды.Фосфолипид — это молекула липида, состоящая из двух цепей жирных кислот и фосфатной группы. Плазматическая мембрана регулирует прохождение некоторых веществ, таких как органические молекулы, ионы и вода, предотвращая прохождение одних для поддержания внутренних условий, при этом активно вводя или удаляя другие. Другие соединения пассивно перемещаются через мембрану.

    Рис. 2. Плазматическая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов со встроенными белками. Есть и другие компоненты, такие как холестерин и углеводы, которые могут быть обнаружены в мембране в дополнение к фосфолипидам и белку.

    Плазматические мембраны клеток, которые специализируются на абсорбции, сложены в виде пальцевидных выступов, называемых микроворсинками (единственное число = микроворсинки). Эта складка увеличивает площадь поверхности плазматической мембраны. Такие клетки обычно выстилают тонкий кишечник — орган, поглощающий питательные вещества из переваренной пищи. Это отличный пример соответствия формы функциям конструкции.

    Люди с глютеновой болезнью имеют иммунный ответ на глютен, белок, содержащийся в пшенице, ячмене и ржи.Иммунный ответ повреждает микроворсинки, и, таким образом, пораженные люди не могут усваивать питательные вещества. Это приводит к недоеданию, спазмам и диарее. Пациенты, страдающие глютеновой болезнью, должны соблюдать безглютеновую диету.

    Цитоплазма

    Цитоплазма включает содержимое клетки между плазматической мембраной и ядерной оболочкой (структура будет обсуждена в ближайшее время). Он состоит из органелл, взвешенных в гелеобразном цитозоле, цитоскелете и различных химических веществах (рис. 1).Несмотря на то, что цитоплазма состоит на 70-80 процентов из воды, она имеет полутвердую консистенцию, которая обеспечивается белками внутри нее. Однако белки — не единственные органические молекулы, обнаруженные в цитоплазме. Там же находятся глюкоза и другие простые сахара, полисахариды, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, жирные кислоты и производные глицерина. Ионы натрия, калия, кальция и многих других элементов также растворяются в цитоплазме. В цитоплазме происходят многие метаболические реакции, в том числе синтез белка.

    Цитоскелет

    Рис. 3. Микрофиламенты, промежуточные волокна и микротрубочки составляют цитоскелет клетки.

    Если бы вы удалили все органеллы из клетки, оставались бы только плазматическая мембрана и цитоплазма? Нет. Внутри цитоплазмы все еще будут ионы и органические молекулы, а также сеть белковых волокон, которая помогает поддерживать форму клетки, закрепляет определенные органеллы в определенных положениях, позволяет цитоплазме и везикулам перемещаться внутри клетки и дает возможность одноклеточные организмы передвигаться самостоятельно.В совокупности эта сеть белковых волокон известна как цитоскелет. Внутри цитоскелета есть три типа волокон: микрофиламенты, также известные как актиновые филаменты, промежуточные филаменты и микротрубочки (рис. 3).

    Микрофиламенты — самые тонкие из волокон цитоскелета, они участвуют в перемещении клеточных компонентов, например, во время деления клеток. Они также поддерживают структуру микроворсинок, обширную складку плазматической мембраны, обнаруженную в клетках, предназначенных для абсорбции.Эти компоненты также распространены в мышечных клетках и отвечают за сокращение мышечных клеток. Промежуточные волокна имеют средний диаметр и выполняют структурные функции, такие как поддержание формы клетки и закрепление органелл. Кератин, соединение, укрепляющее волосы и ногти, образует промежуточные волокна одного типа. Микротрубочки — самые толстые из волокон цитоскелета. Это полые трубки, которые быстро растворяются и восстанавливаются. Микротрубочки направляют движение органелл и представляют собой структуры, которые притягивают хромосомы к своим полюсам во время деления клетки.Они также являются структурными компонентами жгутиков и ресничек. В ресничках и жгутиках микротрубочки организованы в виде круга из девяти двойных микротрубочек снаружи и двух микротрубочек в центре.

    Центросома — это область около ядра клеток животных, которая функционирует как центр организации микротрубочек. Он содержит пару центриолей, две структуры, которые лежат перпендикулярно друг другу. Каждая центриоль представляет собой цилиндр из девяти троек микротрубочек.

    Центросома реплицируется до деления клетки, и центриоли играют роль в притяжении дублированных хромосом к противоположным концам делящейся клетки.Однако точная функция центриолей в делении клеток не ясна, так как клетки, у которых удалены центриоли, все еще могут делиться, а клетки растений, у которых нет центриолей, способны к делению клеток.

    Жгутики и реснички

    Жгутики (единичный = жгутик) представляют собой длинные, похожие на волосы структуры, которые отходят от плазматической мембраны и используются для перемещения всей клетки (например, сперматозоидов, Euglena ). Когда присутствует, клетка имеет только один жгутик или несколько жгутиков.Однако, когда присутствуют реснички (singular = cilium), их много, и они проходят по всей поверхности плазматической мембраны. Это короткие, похожие на волосы структуры, которые используются для перемещения целых клеток (например, парамеций) или перемещения веществ по внешней поверхности клетки (например, ресничек клеток, выстилающих фаллопиевы трубы, которые перемещают яйцеклетку к матке, или реснички, выстилающие клетки дыхательных путей, которые перемещают твердые частицы в горло, в которые попала слизь).

    Эндомембранная система

    Эндомембранная система ( эндо, = внутри) представляет собой группу мембран и органелл (рис. 4) в эукариотических клетках, которые работают вместе, чтобы модифицировать, упаковывать и транспортировать липиды и белки. Он включает ядерную оболочку, лизосомы и везикулы, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, о которых мы вскоре поговорим. Хотя технически это не в пределах клетки, плазматическая мембрана включена в эндомембранную систему, потому что, как вы увидите, она взаимодействует с другими эндомембранозными органеллами.

    Ядро

    Обычно ядро ​​является наиболее заметной органеллой в клетке (рис. 4). Ядро (множественное число = ядра) содержит ДНК клетки в форме хроматина и направляет синтез рибосом и белков. Рассмотрим его подробнее (рисунок 4).

    Рис. 4. Самая внешняя граница ядра — это ядерная оболочка. Обратите внимание, что ядерная оболочка состоит из двух фосфолипидных бислоев (мембран) — внешней мембраны и внутренней мембраны — в отличие от плазматической мембраны, которая состоит только из одного фосфолипидного бислоя.(кредит: модификация работы NIGMS, NIH)

    Ядерная оболочка представляет собой структуру с двойной мембраной, которая составляет самую внешнюю часть ядра (рис. 4). И внутренняя, и внешняя мембраны ядерной оболочки представляют собой бислои фосфолипидов.

    Ядерная оболочка перемежается порами, которые контролируют прохождение ионов, молекул и РНК между нуклеоплазмой и цитоплазмой.

    Чтобы понять хроматин, полезно сначала рассмотреть хромосомы.Хромосомы — это структуры ядра, состоящие из ДНК, наследственного материала и белков. Эта комбинация ДНК и белков называется хроматином. У эукариот хромосомы представляют собой линейные структуры. У каждого вида есть определенное количество хромосом в ядрах клеток его тела. Например, у человека число хромосом составляет 46, тогда как у дрозофилы число хромосом равно восьми.

    Хромосомы видны и различимы друг от друга только тогда, когда клетка готовится к делению.Когда клетка находится в фазах роста и поддержания своего жизненного цикла, хромосомы напоминают размотанный беспорядочный пучок нитей, которым является хроматин.

    Мы уже знаем, что ядро ​​управляет синтезом рибосом, но как оно это делает? Некоторые хромосомы имеют участки ДНК, кодирующие рибосомную РНК. Темно окрашенная область внутри ядра, называемая ядрышком (множественное число = ядрышки), объединяет рибосомную РНК с ассоциированными белками для сборки рибосомных субъединиц, которые затем транспортируются через ядерные поры в цитоплазму.

    Эндоплазматический ретикулум

    Эндоплазматический ретикулум (ER) (Рисунок 5) представляет собой серию взаимосвязанных мембранных канальцев, которые совместно модифицируют белки и синтезируют липиды. Однако эти две функции выполняются в отдельных областях эндоплазматической сети: шероховатой эндоплазматической сети и гладкой эндоплазматической сети соответственно.

    Полая часть канальцев ER называется просветом или цистернальным пространством. Мембрана ER, представляющая собой бислой фосфолипидов, залитый белками, является непрерывной с ядерной оболочкой.

    Шероховатый эндоплазматический ретикулум (RER) назван так потому, что рибосомы, прикрепленные к его цитоплазматической поверхности, придают ему вид шипов при просмотре в электронный микроскоп.

    Рибосомы синтезируют белки, будучи прикрепленными к ER, что приводит к переносу вновь синтезированных белков в просвет RER, где они претерпевают модификации, такие как сворачивание или добавление сахаров. RER также производит фосфолипиды для клеточных мембран.

    Если фосфолипидам или модифицированным белкам не суждено оставаться в RER, они будут упакованы в пузырьки и транспортироваться из RER путем отпочкования от мембраны (Рисунок 4).Поскольку RER участвует в модификации белков, которые будут секретироваться из клетки, его много в клетках, секретирующих белки, таких как печень.

    Гладкий эндоплазматический ретикулум (SER) является продолжением RER, но на его цитоплазматической поверхности мало или совсем нет рибосом (см. Рисунок 4). Функции SER включают синтез углеводов, липидов (включая фосфолипиды) и стероидных гормонов; детоксикация лекарств и ядов; метаболизм алкоголя; и хранение ионов кальция.

    Аппарат Гольджи

    Рис. 5. Аппарат Гольджи на этой микрофотографии лейкоцита в просвечивающем электронном микроскопе виден как стопка полукруглых сплющенных колец в нижней части этого изображения. Рядом с аппаратом Гольджи можно увидеть несколько пузырьков. (кредит: модификация работы Луизы Ховард; данные шкалы от Мэтта Рассела)

    Мы уже упоминали, что пузырьки могут отпочковываться из ER, но куда они деваются? Перед достижением конечного пункта назначения липиды или белки в транспортных пузырьках необходимо отсортировать, упаковать и пометить, чтобы они оказались в нужном месте.Сортировка, маркировка, упаковка и распределение липидов и белков происходит в аппарате Гольджи (также называемом тельцем Гольджи), серии уплощенных перепончатых мешочков (рис. 5).

    Аппарат Гольджи имеет принимающую поверхность рядом с эндоплазматическим ретикулумом и высвобождающую поверхность на стороне, противоположной ER, по направлению к клеточной мембране. Транспортные пузырьки, которые образуются из ER, перемещаются к принимающей стороне, сливаются с ней и опорожняют свое содержимое в просвет аппарата Гольджи.Когда белки и липиды проходят через Гольджи, они претерпевают дальнейшие модификации. Наиболее частая модификация — добавление коротких цепочек молекул сахара. Затем вновь модифицированные белки и липиды маркируются небольшими молекулярными группами, чтобы они направлялись в нужное место назначения.

    Наконец, модифицированные и помеченные белки упаковываются в пузырьки, которые отпочковываются с противоположной стороны Гольджи. В то время как некоторые из этих пузырьков, транспортирующие пузырьки, откладывают свое содержимое в другие части клетки, где они будут использоваться, другие, секреторные пузырьки, сливаются с плазматической мембраной и высвобождают свое содержимое за пределы клетки.

    Количество Гольджи в различных типах клеток снова показывает, что форма следует за функцией внутри клеток. Клетки, которые участвуют в большой секреторной деятельности (например, клетки слюнных желез, которые секретируют пищеварительные ферменты, или клетки иммунной системы, которые секретируют антитела), имеют большое количество Гольджи.

    В клетках растений Гольджи играет дополнительную роль в синтезе полисахаридов, некоторые из которых встраиваются в клеточную стенку, а некоторые используются в других частях клетки.

    Лизосомы

    В клетках животных лизосомы представляют собой «мусоропровод» клетки. Пищеварительные ферменты в лизосомах способствуют расщеплению белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и даже изношенных органелл. У одноклеточных эукариот лизосомы важны для переваривания пищи, которую они глотают, и повторного использования органелл. Эти ферменты активны при гораздо более низком pH (более кислом), чем ферменты, расположенные в цитоплазме. Многие реакции, происходящие в цитоплазме, не могут происходить при низком pH, поэтому преимущество разделения эукариотической клетки на органеллы очевидно.

    Лизосомы также используют свои гидролитические ферменты для уничтожения болезнетворных организмов, которые могут проникнуть в клетку. Хороший пример этого — группа белых кровяных телец, называемых макрофагами, которые являются частью иммунной системы вашего тела. В процессе, известном как фагоцитоз, часть плазматической мембраны макрофага инвагинирует (складывается) и поглощает патоген. Инвагинированный участок с патогеном внутри затем отщепляется от плазматической мембраны и становится пузырьком.Везикула сливается с лизосомой. Затем гидролитические ферменты лизосомы уничтожают патоген (рис. 6).

    Рис. 6. Макрофаг фагоцитировал потенциально патогенную бактерию в везикулу, которая затем сливается с лизосомой внутри клетки, так что патоген может быть уничтожен. Другие органеллы присутствуют в клетке, но для простоты не показаны.

    Везикулы и вакуоли

    Везикулы и вакуоли — это мембранные мешочки, которые функционируют при хранении и транспортировке.Вакуоли несколько крупнее пузырьков, и мембрана вакуоли не сливается с мембранами других клеточных компонентов. Везикулы могут сливаться с другими мембранами внутри клеточной системы. Кроме того, ферменты в вакуолях растений могут разрушать макромолекулы.

    Art Connection

    Рис. 7. Эндомембранная система работает, чтобы модифицировать, упаковывать и транспортировать липиды и белки. (кредит: модификация работы Магнуса Манске)

    Почему лицевая сторона цис Гольджи не обращена к плазматической мембране?

    Рибосомы

    Рисунок 8.Рибосомы состоят из большой субъединицы (вверху) и маленькой субъединицы (внизу). Во время синтеза белка рибосомы собирают аминокислоты в белки.

    Рибосомы — это клеточные структуры, ответственные за синтез белка. При просмотре в электронный микроскоп свободные рибосомы выглядят как кластеры или отдельные крошечные точки, свободно плавающие в цитоплазме. Рибосомы могут быть прикреплены либо к цитоплазматической стороне плазматической мембраны, либо к цитоплазматической стороне эндоплазматического ретикулума (рис. 8).Электронная микроскопия показала, что рибосомы состоят из больших и малых субъединиц. Рибосомы — это ферментные комплексы, отвечающие за синтез белка.

    Поскольку синтез белка важен для всех клеток, рибосомы находятся практически в каждой клетке, хотя в прокариотических клетках они меньше. Их особенно много в незрелых эритроцитах для синтеза гемоглобина, который участвует в транспортировке кислорода по всему телу.

    Митохондрии

    Рисунок 9.На этой микрофотографии, полученной с помощью просвечивающего электронного микроскопа, показана митохондрия в электронном микроскопе. Обратите внимание на внутреннюю и внешнюю мембраны, кристы и митохондриальный матрикс. (кредит: модификация работы Мэтью Бриттона; данные шкалы от Мэтта Рассела)

    Митохондрии (единственное число = митохондрии) часто называют «электростанциями» или «энергетическими фабриками» клетки, потому что они отвечают за выработку аденозинтрифосфата (АТФ), основной молекулы, несущей энергию в клетке. Образование АТФ при расщеплении глюкозы известно как клеточное дыхание.Митохондрии — это овальные органеллы с двойной мембраной (рис. 9), которые имеют собственные рибосомы и ДНК. Каждая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, залитый белками. Внутренний слой имеет складки, называемые кристами, которые увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны. Область, окруженная складками, называется митохондриальным матриксом. Кристы и матрикс играют разные роли в клеточном дыхании.

    В соответствии с нашей темой «форма следует за функцией», важно отметить, что мышечные клетки имеют очень высокую концентрацию митохондрий, потому что мышечным клеткам требуется много энергии для сокращения.

    Пероксисомы

    Пероксисомы — это маленькие круглые органеллы, окруженные одиночными мембранами. Они проводят реакции окисления, расщепляющие жирные кислоты и аминокислоты. Они также выводят токсины из многих ядов, которые могут попасть в организм. Алкоголь детоксифицируется пероксисомами в клетках печени. Побочным продуктом этих реакций окисления является перекись водорода, H 2 O 2 , которая содержится в пероксисомах, чтобы предотвратить повреждение химическим веществом клеточных компонентов за пределами органелл.Перекись водорода безопасно расщепляется пероксисомальными ферментами на воду и кислород.

    Клетки животных и клетки растений

    Несмотря на их фундаментальное сходство, между клетками животных и растений существуют поразительные различия (см. Таблицу). Клетки животных имеют центриоли, центросомы (обсуждаемые в рамках цитоскелета) и лизосомы, тогда как клетки растений их не имеют. У растительных клеток есть клеточная стенка, хлоропласты, плазмодесматы и пластиды, используемые для хранения, а также большая центральная вакуоль, тогда как у животных клеток нет.

    Клеточная стенка

    На рисунке 1b, схеме растительной клетки, вы видите структуру, внешнюю по отношению к плазматической мембране, которая называется клеточной стенкой. Стенка клетки представляет собой жесткое покрытие, которое защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму клетке. Клетки грибов и протистов также имеют клеточные стенки.

    В то время как основным компонентом стенок прокариотических клеток является пептидогликан, основной органической молекулой в стенке растительной клетки является целлюлоза (рис. 10), полисахарид, состоящий из длинных прямых цепей единиц глюкозы.Когда информация о питании относится к пищевым волокнам, это относится к содержанию целлюлозы в пище.

    Рис. 10. Целлюлоза представляет собой длинную цепь молекул β-глюкозы, соединенных 1-4 связями. Пунктирные линии на каждом конце рисунка обозначают серию из гораздо большего количества единиц глюкозы. Размер страницы не позволяет изобразить целую молекулу целлюлозы.

    Хлоропласты

    Подобно митохондриям, хлоропласты также имеют собственную ДНК и рибосомы. Хлоропласты участвуют в фотосинтезе и могут быть обнаружены в эукариотических клетках, таких как растения и водоросли.В фотосинтезе углекислый газ, вода и световая энергия используются для производства глюкозы и кислорода. В этом основное различие между растениями и животными: растения (автотрофы) могут производить себе пищу, например глюкозу, тогда как животные (гетеротрофы) должны полагаться на другие организмы в качестве органических соединений или источника пищи.

    Рис. 11. На этой упрощенной схеме хлоропласта показаны внешняя мембрана, внутренняя мембрана, тилакоиды, грана и строма.

    Подобно митохондриям, хлоропласты имеют внешнюю и внутреннюю мембраны, но внутри пространства, ограниченного внутренней мембраной хлоропласта, находится набор взаимосвязанных и уложенных друг на друга, заполненных жидкостью мембранных мешочков, называемых тилакоидами (рис. 11).Каждый стек тилакоидов называется гранумом (множественное число = грана). Жидкость, заключенная во внутренней мембране и окружающая грану, называется стромой.

    Хлоропласты содержат зеленый пигмент под названием хлорофилл, который улавливает энергию солнечного света для фотосинтеза. Как и в растительных клетках, у фотосинтезирующих протистов также есть хлоропласты. Некоторые бактерии также осуществляют фотосинтез, но у них нет хлоропластов. Их фотосинтетические пигменты расположены в тилакоидной мембране внутри самой клетки.

    Эволюция в действии

    Эндосимбиоз Мы упоминали, что и митохондрии, и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы. Вы не задумывались, почему? Убедительные доказательства указывают на эндосимбиоз как на объяснение.

    Симбиоз — это взаимоотношения, при которых организмы двух разных видов живут в тесной ассоциации и обычно проявляют особую адаптацию друг к другу. Эндосимбиоз ( эндо- = внутри) — это отношения, в которых один организм живет внутри другого.Эндосимбиотические отношения изобилуют природой. Микробы, производящие витамин К, живут в кишечнике человека. Эти отношения полезны для нас, потому что мы не можем синтезировать витамин К. Это также полезно для микробов, потому что они защищены от других организмов и обеспечивают стабильную среду обитания и обильную пищу, живя в толстой кишке.

    Ученые давно заметили, что бактерии, митохондрии и хлоропласты похожи по размеру. Мы также знаем, что митохондрии и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы, как и бактерии.Ученые считают, что клетки-хозяева и бактерии сформировали взаимовыгодные эндосимбиотические отношения, когда клетки-хозяева поглощали аэробные бактерии и цианобактерии, но не уничтожали их. В процессе эволюции эти проглоченные бактерии стали более специализированными в своих функциях: аэробные бактерии превратились в митохондрии, а фотосинтезирующие бактерии — в хлоропласты.

    Центральная вакуоль

    Ранее мы упоминали вакуоли как важные компоненты растительных клеток.Если вы посмотрите на рисунок 1b, вы увидите, что каждая растительная клетка имеет большую центральную вакуоль, которая занимает большую часть клетки. Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в клетках при изменении условий окружающей среды. В клетках растений жидкость внутри центральной вакуоли обеспечивает тургорное давление, которое представляет собой внешнее давление, создаваемое жидкостью внутри клетки. Вы когда-нибудь замечали, что если вы забудете полить растение на несколько дней, оно увянет? Это потому, что когда концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода перемещается из центральных вакуолей и цитоплазмы в почву.По мере того как центральная вакуоль сжимается, клеточная стенка остается без поддержки. Эта потеря поддержки клеточных стенок растения приводит к его увяданию. Кроме того, эта жидкость может сдерживать травоядность, поскольку горький вкус содержащихся в ней отходов препятствует употреблению насекомыми и животными. Центральная вакуоль также служит для хранения белков в развивающихся семенных клетках.

    Внеклеточный матрикс животных клеток

    Рис. 12. Внеклеточный матрикс состоит из сети веществ, секретируемых клетками.

    Большинство клеток животных выделяют материалы во внеклеточное пространство. Основными компонентами этих материалов являются гликопротеины и белковый коллаген. В совокупности эти материалы называются внеклеточным матриксом (рис. 12). Мало того, что внеклеточный матрикс удерживает клетки вместе, образуя ткань, он также позволяет клеткам внутри ткани связываться друг с другом.

    Свертывание крови является примером роли внеклеточного матрикса в клеточной коммуникации.Когда клетки, выстилающие кровеносный сосуд, повреждены, они обнаруживают белковый рецептор, называемый тканевым фактором. Когда тканевой фактор связывается с другим фактором внеклеточного матрикса, он заставляет тромбоциты прилипать к стенке поврежденного кровеносного сосуда, стимулирует соседние гладкомышечные клетки кровеносного сосуда к сокращению (тем самым сужая кровеносный сосуд) и инициирует серию шаги, которые стимулируют тромбоциты производить факторы свертывания крови.

    Межклеточные соединения

    Клетки также могут общаться друг с другом посредством прямого контакта, называемого межклеточными соединениями.Есть некоторые различия в том, как это делают клетки растений и животных. Плазмодесмы (единичное число = плазмодесма) представляют собой соединения между растительными клетками, тогда как контакты животных клеток включают плотные и щелевые соединения и десмосомы.

    В общем, длинные участки плазматических мембран соседних растительных клеток не могут касаться друг друга, потому что они разделены клеточными стенками, окружающими каждую клетку. Плазмодесмы — это многочисленные каналы, которые проходят между клеточными стенками соседних растительных клеток, соединяя их цитоплазму и позволяя транспортировать сигнальные молекулы и питательные вещества от клетки к клетке (рис. 13а).

    Плотное соединение — это водонепроницаемое уплотнение между двумя соседними клетками животных (рис. 13b). Белки плотно прижимают клетки друг к другу. Эта плотная адгезия предотвращает утечку материалов между ячейками. Плотные соединения обычно находятся в эпителиальной ткани, которая выстилает внутренние органы и полости и составляет большую часть кожи. Например, плотные соединения эпителиальных клеток, выстилающих мочевой пузырь, предотвращают утечку мочи во внеклеточное пространство.

    Также только в клетках животных обнаруживаются десмосомы, которые действуют как точечные сварные швы между соседними эпителиальными клетками (рис. 13c).Они удерживают клетки вместе в виде пластинок в растягивающихся органах и тканях, таких как кожа, сердце и мышцы.

    Щелевые соединения в клетках животных похожи на плазмодесмы в клетках растений в том смысле, что они представляют собой каналы между соседними клетками, которые позволяют транспортировать ионы, питательные вещества и другие вещества, которые позволяют клеткам общаться (рис. 13d). Однако структурно щелевые контакты и плазмодесмы различаются.

    Рис. 13. Существует четыре типа соединений между ячейками.(а) Плазмодесма — это канал между клеточными стенками двух соседних растительных клеток. (б) Плотные соединения соединяют соседние клетки животных. (c) Десмосомы соединяют две клетки животных вместе. (d) Щелевые соединения действуют как каналы между клетками животных. (кредит b, c, d: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

    Компоненты прокариотических и эукариотических клеток и их функции
    Компонент ячейки Функция Присутствует в прокариотах? Присутствует в клетках животных? Присутствует в клетках растений?
    Плазменная мембрана Отделяет ячейку от внешней среды; контролирует прохождение органических молекул, ионов, воды, кислорода и отходов внутрь и из клетки Есть Есть Есть
    Цитоплазма Обеспечивает структуру ячейки; место многих метаболических реакций; среда, в которой находятся органеллы Есть Есть Есть
    Нуклеоид Расположение ДНК Есть
    Ядро Клеточная органелла, в которой находится ДНК и управляет синтезом рибосом и белков Есть Есть
    Рибосомы Синтез белка Есть Есть Есть
    Митохондрии Производство АТФ / клеточное дыхание Есть Есть
    Пероксисомы Окисляет и расщепляет жирные кислоты и аминокислоты, выводит токсины из ядов Есть Есть
    Пузырьки и вакуоли Хранение и транспортировка; пищеварительная функция в растительных клетках Есть Есть
    Центросома Роль неуточненных в делении клеток в клетках животных; источник микротрубочек в клетках животных Есть
    Лизосомы Переваривание макромолекул; переработка изношенных органелл Есть
    Клеточная стенка Защита, структурная поддержка и поддержание формы ячеек Да, в первую очередь пептидогликан у бактерий, но не у архей Да, в основном целлюлоза
    Хлоропласты Фотосинтез Есть
    Эндоплазматическая сеть Модифицирует белки и синтезирует липиды Есть Есть
    Аппарат Гольджи Изменяет, сортирует, маркирует, упаковывает и распределяет липиды и белки Есть Есть
    Цитоскелет Сохраняет форму клетки, удерживает органеллы в определенных положениях, позволяет цитоплазме и пузырькам перемещаться внутри клетки и позволяет одноклеточным организмам двигаться независимо Есть Есть Есть
    Жгутик Мобильное передвижение Некоторые Некоторые Нет, за исключением спермы некоторых растений.
    Реснички Передвижение клеток, движение частиц по внеклеточной поверхности плазматической мембраны и фильтрация Некоторые

    В этой таблице представлены компоненты прокариотических и эукариотических клеток и их соответствующие функции.

    Подобно прокариотической клетке, эукариотическая клетка имеет плазматическую мембрану, цитоплазму и рибосомы, но эукариотическая клетка обычно больше прокариотической клетки, имеет истинное ядро ​​(то есть ее ДНК окружена мембраной) и имеет другую мембрану. -связанные органеллы, которые позволяют разделить функции.Плазматическая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, залитый белками. Ядрышко внутри ядра является местом сборки рибосомы. Рибосомы находятся в цитоплазме или прикреплены к цитоплазматической стороне плазматической мембраны или эндоплазматического ретикулума. Они осуществляют синтез белка. Митохондрии выполняют клеточное дыхание и производят АТФ. Пероксисомы расщепляют жирные кислоты, аминокислоты и некоторые токсины. Пузырьки и вакуоли — это отсеки для хранения и транспортировки. В клетках растений вакуоли также помогают расщеплять макромолекулы.

    Клетки животных также имеют центросому и лизосомы. Центросома состоит из двух тел, центриолей, роль которых в делении клеток неизвестна. Лизосомы — это пищеварительные органеллы клеток животных.

    Растительные клетки имеют клеточную стенку, хлоропласты и центральную вакуоль. Стенка растительной клетки, основным компонентом которой является целлюлоза, защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму клетке. Фотосинтез происходит в хлоропластах. Центральная вакуоль расширяется, увеличивая клетку без необходимости производить больше цитоплазмы.

    Эндомембранная система включает ядерную оболочку, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, везикулы, а также плазматическую мембрану. Эти клеточные компоненты работают вместе, чтобы модифицировать, упаковывать, маркировать и транспортировать мембранные липиды и белки.

    Цитоскелет состоит из трех различных типов белковых элементов. Микрофиламенты придают клетке жесткость и форму, а также облегчают клеточные движения. Промежуточные волокна несут напряжение и закрепляют на месте ядро ​​и другие органеллы.Микротрубочки помогают клетке сопротивляться сжатию, служат дорожками для моторных белков, которые перемещают везикулы через клетку и тянут реплицированные хромосомы к противоположным концам делящейся клетки. Они также являются структурными элементами центриолей, жгутиков и ресничек.

    Клетки животных общаются через свои внеклеточные матрицы и связаны друг с другом плотными контактами, десмосомами и щелевыми контактами. Клетки растений связаны и общаются друг с другом с помощью плазмодесм.

    Дополнительные вопросы для самопроверки

    1.Какие структуры есть у растительной клетки, чего нет у животной клетки? Какие структуры есть у животной клетки, а у растительной нет?

    2. Почему лицевая сторона цис Гольджи не обращена к плазматической мембране?

    3. В контексте клеточной биологии, что мы подразумеваем под формой следует за функцией? Каковы хотя бы два примера этой концепции?

    ответов

    1. Растительные клетки имеют плазмодесмы, клеточную стенку, большую центральную вакуоль, хлоропласты и пластиды.Клетки животных имеют лизосомы и центросомы.

    2. Потому что эта грань получает химические вещества из ER, который находится ближе к центру клетки.

    3. «Форма следует за функцией» относится к идее о том, что функция части тела определяет форму этой части тела. Например, такие организмы, как птицы или рыбы, которые быстро летают или плавают по воздуху или воде, имеют обтекаемые тела, уменьшающие сопротивление. На уровне клетки, в тканях, участвующих в секреторных функциях, таких как слюнные железы, в клетках много Гольджи.

    Светоиндуцированная агрегация клеток Euglena gracilis с целью экономически целесообразного производства биотоплива

    Одним из наиболее энергоемких процессов производства обычного биотоплива из микроводорослей является сбор клеток из разбавленной среды. Сбор клеток центрифугированием или мембранной фильтрацией требует энергии, равной или большей, чем улавливается фотосинтезом, что приводит к отрицательной чистой энергии и балансу CO 2 . В качестве экономически эффективной альтернативы этому подходу мы исследовали возможность использования врожденной подвижности и поведенческих реакций зеленых микроводорослей Euglena gracilis на световые стимулы для стимулирования агрегации клеток.Облучение клеток световыми стимулами разной длины волны и интенсивности показало, что клеток E. gracilis специфически притягиваются к зеленому свету. Скорость агрегации клеток для культур, облученных зеленым светом в течение 24 ч, составила 8,7 раза, а скорость сбора клеток достигла 70%, что сопоставимо с эффективностью разделения на центрифуге. Использование зеленого света для агрегации клеток не конкурирует с поглощением света хлорофиллами в фотосистемах I и II (PSI и PSII).Таким образом, результаты настоящего исследования предлагают использование зеленого света в солнечной радиации, которая изначально была потрачена впустую при фотосинтезе, в качестве источника энергии для одного из наиболее энергоемких последующих процессов производства биотоплива из микроводорослей.

    У вас есть доступ к этой статье

    Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

    Plantae | Изнутри: происхождение мембраны средней пластидной оболочки Euglena gracilis

    Пластиды пресноводной фотосинтетической жгутиконосицы Euglena gracilis заключены в три мембраны.Эти мембраны являются эволюционным пережитком вторичного эндосимбиотического события, которое произошло между фаготрофными эукариоядными эвгленидами и зелеными водорослями, родственными Pyramimonas . Пластиды Euglena необычны тем, что они окружены только тремя мембранами: большинство вторичных пластид окружены четырьмя оболочками: две самые внутренние происходят из внутренней и внешней оболочки хлоропластов первичной пластиды водоросли, которая была поглощена. во время симбиотического события, в то время как два самых внешних происходят из плазматической мембраны поглотившей водоросли (третья) и фагосома хозяина (четвертая).Обычно считается, что кодируемые ядром пластидные белки E. gracilis проходят через среднюю и самую внутреннюю оболочки пластид с помощью механизмов, гомологичных транслоконам внешней и внутренней мембран хлоропластов, соответственно. Недавние транскриптомные и протеомные исследования выявили редуцированную форму транслокон-комплекса внутренней мембраны, но не смогли идентифицировать ни гомологов транслокона внешней мембраны, ни какого-либо представителя белков семейства поринов, специфичных для внешней мембраны первичных пластид: эти результаты поднимают вопрос о происхождении E.gracilis : средняя пластидная оболочка: она больше похожа на внешнюю оболочку хлоропласта или плазматическую мембрану поглотившей водоросли? Чтобы пролить свет на этот вопрос, Tomečková et al. ( 10.1104 / pp.20.00505 ) сравнили липидный состав целых клеток пигментированного штамма E. gracilis и двух обесцвеченных мутантов, у которых отсутствуют детектируемые пластидные структуры. В отличие от любых других клеточных мембран, мембраны первичных пластид, как известно, имеют очень специфический состав структурных липидов, в котором преобладают гликозилдиацилглицерины (GDAG).Если средняя пластидная оболочка происходит от первичной пластиды, можно ожидать, что она также будет богата GDAG. Авторы действительно сообщают, что липидный состав мембраны средней пластидной оболочки E. gracilis больше напоминает мембраны первичной пластиды, чем мембраны других эукариот. Таким образом, липидный состав средней пластидной оболочки, в отличие от ее белкового состава, предполагает происхождение от первичной пластиды.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *