Размножение хламидомонады кратко и понятно

Обновлено: 02.07.2024

Хламидомонада – описание

Хламидомонада – это одноклеточная зеленая водоросль, способная реагировать на свет и передвигаться.

Она представляет собой примитивный организм, который по биологической классификации относится к:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

домену – эукариоты;
царству – растения;
отделу – зеленые водоросли;
классу – хлорофициевые;
порядку – хламидомонадовые;
семейству – хламидомонадовые;
роду – хламидомонада.

Характеристика водоросли

Большинство видов обитает в мелких и хорошо прогреваемых солнцах водоемах с пресной водой. Именно скопление этих водорослей и придает ей зеленый цвет.

Также существуют и виды, которые живут в почве и даже на поверхности снежного или ледяного покрова. Например, хламидомонада снежная вызывает цветение снега, придавая ему розовый или красноватый оттенок.

Клетки хламидомонад имеют достаточно большие размеры и поэтому их можно увидеть даже при помощи обычного школьного светового микроскопа.

Водоросли этого рода хорошо поглощают растворенные в воде органические соединения. Поэтому их широко используют для очистки сточных вод. Также их применяют и для оценки содержания в воде токсинов.

В генетических и биологических лабораториях хламидомонада нередко выступает в качестве объекта исследования, так как поддерживать ее клеточную культуру сравнительно несложно.

Строение

Снаружи клетка хламидомонады покрыта достаточно прочной клеточной стенкой, состоящей из гликопротеинов – сложных двухкомпонентных белков, в которых белковая часть соединяется с углеводной при помощи одной или нескольких ковалентных связей. Эта особенность строения и отличает клеточные стенки зеленых водорослей от клеточных оболочек высших растений, состоящих из целлюлозы.

Клетки хламидомонад имеют округлую с одной и слегка зауженную с другой стороны форму. С зауженного конца имеются два жгутика. За счет их вращения водоросль получает возможность передвижения. Этот признак делает похожим организм хламидомонады, относящейся к царству растений, на животный организм.

Внутри цитоплазмы располагаются органеллы:

Светочувствительный глазок. Это образование выполняет функции фоторецептора. Хламидомонада всегда движется по направлению к свету, необходимому ей для фотосинтеза. И светочувствительный глазок помогает клетке определять, какая часть водоема лучше освещена. В природе данное явление получило название положительного фототаксиса.
Сократительные вакуоли. В клетках хламидии их две. Через них из цитоплазмы удаляются избытки воды. Это позволяет регулировать внутриклеточное давление, предупреждает разбухание клетки и повреждение ее оболочки.
Хроматофор. Имеет вид большой чаши и занимает почти все внутреннее пространство клетки. Его функциями являются осуществление процессов фотосинтеза и накопление запасов органических питательных веществ, основная часть состава которых представлена крахмалом.
Ядро. В нем содержится генетический материал клетки.

Жизненный цикл

В зависимости от условий внешней среды размножение хламидомонад происходит половым или бесполым способом.

Бесполое размножение происходит обычно летом в вечерние и ночные часы. Материнская клетка теряет жгутики, а внутри ее начинается митотическое деление ядра, приводящее к образованию 4 зооспор. Они образуют собственные жгутики. После этого клеточная оболочка разрывается и молодые организмы выходят в окружающую среду. В данном случае материнское растение выступает в роли зооспорангия.

К половому размножению данный род водорослей обычно прибегает при неблагоприятных условиях.

В ядре взрослой хламидомонады содержится гаплоидный, то есть одинарный набор хромосом. Путем митотического деления клетка образует множество гамет со жгутиками, которые также имеют гаплоидный набор хромосом. Затем клеточная оболочка разрушается, и они выходят в окружающую среду.

Если происходит встреча двух примерно одинаковых по размеру гамет, то они сливаются между собой (изогамия). При этом происходит образование зиготы с диплоидным хромосомным набором. Вокруг нее появляется плотная оболочка, позволяющая ей пережить зимние холода.

В благоприятных условиях жизнедеятельность зиготы восстанавливается. Это характеризуется делением ее ядра путей мейоза. В результате образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом, в дальнейшем вырастающие в зрелые хламидомонады.

Важной характеристикой хламидомонад является то, что большую часть жизни у них преобладает гаплоидная стадия. И только зигота является диплоидной, что и отличает данный род водорослей от большинства других растений.

При пересыхании водоема у хламидомонады исчезают жгутики, а клеточная оболочка покрывается студенистой слизью. Митотическое деление ядра осуществляется в данном случае без образования подвижных зооспор или гамет. Образовавшиеся молодые клетки также ослизняются.

Это приводит к образованию большой группы зеленых неподвижных клеток, покрытых студенистым веществом. В развитии хламидомонады данная стадия получила название пальмеллевидного состояния.

Питание

Для хламидомонады характерны для способа питания.

Автотрофный. Протекает на свету и связан с процессами фотосинтеза, протекающего в клетках хроматофора.
Гетеротрофный. В темное время суток фотосинтез становится невозможным, и представители этого рода водорослей начинают поглощать из окружающей среды органические вещества.

Хотя хламидомонада и является растением, для нее характерным является не только автотрофный, но и гетеротрофный способ питания.

Видовое разнообразие

Род хламидомонад включает в себя свыше 500 видов. Среди них на территории стран СНГ встречается примерно 100 видов. Наиболее распространенными среди них являются хламидомонады неподвижная, плотная, Акимовой, угловая, шаровидная.

Самый обширный отдел водорослей, включающий от 13 000 до 20 000 видов. Обитают в основном в пресных водоемах, имеют зеленую окраску вследствие преобладания хлорофилла a и b по количеству над другими пигментами (каротиноидами, ксантофиллами). Этот отдел включает в себя одноклеточные, многоклеточные и колониальные формы. Большинство из них растет на глубине 20-40 метров.

Клеточная стенка зеленых водорослей образована целлюлозой, запасное питательное вещество - крахмал. У многих представителей в жизненном цикле наблюдается чередование полового поколения (гаметофита) и бесполого (спорофита).

Хламидомонада

Хламидомонада - одноклеточная двужгутиковая зеленая водоросль, обитающая в лужах, пресных водоемах, прудах. Форма клетки грушевидная. На переднем конце тела имеет два жгутика, за счет которых активно движется.

Светочувствительный глазок (стигма) помогает хламидомонаде занять наиболее освещенное место для активного процесса фотосинтеза, который идет в хроматофоре. Сократительные (пульсирующие) вакуоли клетки удаляют избыток постоянно поступающей внутрь воды, таким образом, они поддерживают осмотическое давление на уровне, необходимом для жизни.

Хламидомонада имеет чашевидный хроматофор с пиреноидом - округлой белковой гранулой, содержащей фермент, который участвует в синтезе сахаров. Вокруг пиреноида запасается крахмал.

Размножение хламидомонады

Размножается преимущественно бесполым путем. Половой процесс - конъюгация.

При благоприятных условиях (летом) размножается бесполым путем с помощью зооспор. Хламидомонада (n) дважды делится митотически без разрыва материнской оболочки, в результате образуются 4 клетки (n). Они растут, у каждой из них развивается жгутик, появляется глазок и клеточная стенка. С течением времени материнская оболочка, окружающая клетки, разрывается, и зооспоры выходят во внешнюю среду. Из каждой зооспоры развивается взрослая клетка.

Рассмотрим изогамный половой процесс, при котором гаметы не отличаются по строению, внешнему виду, одинаково подвижны.

Половое размножение активируется при наступлении неблагоприятных условий (пересыхание водоема, понижение температуры внешней среды). Внутри хламидомонады (n) путем митоза образуются половые клетки - гаметы (n). Запомните, что в половом размножении всегда участвуют половые клетки ;)

Гаметы (n) разных хламидомонад попарно сливаются, в результате чего образуется зигота (2n), которая покрывается плотной защитной оболочкой - цистой. При благоприятных условиях зигота (2n) делится мейозом, по итогам которого образуются 4 хламидомонады (n).

Красный снег

Красный снег - явление, характерное для приполярных областей Земли, также встречается на высоких горах. Снег приобретает нехарактерную красную окраску, связанную с массовым размножением Хламидомонады снежной, клетки которой содержат красный каротиноид - астаксантин. Для особей этого вида благоприятными являются низкие температуры, при температуре выше +4 °С они погибают.

Хлорелла

Хлорелла - одноклеточная зеленая водоросль без жгутиков, обитающая в самых разных средах: на сырой почве, на стволах деревьев, скалах, в соленой и пресной воде. Ее скопления хорошо заметны в виде налета зеленого цвета.

Клетка содержит чашевидный хроматофор (имеет вид сильно вырезанной чаши), запасающий крахмал. Хлорелла отличается быстрым темпом деления клеток, в связи с этим ее используют для получения кормов. Фотосинтез у нее также идет очень интенсивно. Эта водоросль одной из первых побывала в космосе, ее используют на космических кораблях для получения кислорода.

Размножение осуществляется только бесполым путем, содержимое материнской клетки делится митотически на 4 или 8 дочерних клеток, после чего оболочка материнской клетки рвется, и дочерние клетки выходят наружу, развиваются во взрослых особей, после чего снова делятся.

Спирогира

Спирогира - многоклеточная нитчатая зеленая водоросль. Скопления нитей спирогиры на поверхности рек и прудов образуют тину.

Хроматофор у спирогиры спиралевидный, представлен в виде одной или нескольких лент, опоясывающих клетку в пристенном слое цитоплазмы. В клетке содержится крупное ядро, расположенное в центре и подвешенное на тяжах цитоплазмы.

Бесполое (вегетативное) размножение может осуществляться частями таллома: нить водоросли разрывается на отдельные участки, или даже клетки, которые дают начало новому организму.

Половой процесс - конъюгация. Две нити водоросли располагаются параллельно, клетки сближаются, у них образуются боковые выросты. При соприкосновении боковых выростов между клетками разных нитей водорослей образуется копуляционный канал, по которому происходит перемещение содержимого одной клетки (n) в другую (n), после чего сливаются цитоплазмы и ядра, образуя зигоспору (2n).

После периода покоя зигоспора (2n) делится мейозом, образуются четыре клетки (n), из которых только одна прорастает в новую особь, а три остальных - погибают.

Кладофора

Кладофора - многоклеточная нитчатая зеленая водоросль. Ее ветвящиеся нити непрочно прикреплены к субстрату, от которого часто отрываются. Хроматофор имеет вид сеточки (сетчатый). Бесполое размножение осуществляется с помощью зооспор, половое размножение в форме изогамии.

Улотрикс

Улотрикс - многоклеточная нитчатая зеленая водоросль. Обитает в пресной и морской воде, образует на подводных объектах зеленый налет - тину. Хроматофор в виде незамкнутого кольца (пояска), содержит пиреноид. Преимущественно размножается бесполым путем, с помощью четырехжгутиковых зооспор. Есть возможность полового размножения по типу изогамии.

В цикле развития улотрикса преобладает гаметофит (n) - вегетативное гаплоидное поколение. Также заметьте, что гаметы улотрикса (n) образуются из клеток слоевища (n) путем митоза.

Плеврококк

Скорее всего, любой гетеротроф сделает ошибку, первый раз встретив это название :) Уж слишком сильно оно смахивает на название бактерий, таких как стафилококки, стрептококки. Запомните и не ошибайтесь: плеврококк - зеленая водоросль. Плеврококк имеет клетки шаровидной формы, они могут быть одиночные или соединенные в группы. Видимые вакуоли в клетке отсутствуют, хроматофор в виде пластинки, не содержит пиреноидов.

Плеврококк распространен повсеместно, способен вынести полное пересыхание. Образует зеленый налет на стволах деревьев, поверхности скал и почве.

Вольвокс

Клетки расположены на периферии, соединены между собой тяжами цитоплазмы - протоплазматическими нитями, обеспечивают движение колонии и питание. В центре колонии имеется полость, занятая слизью. Каждая из клеток на периферии имеет два жгутика, обращенных во внешнюю среду, клетки напоминают хламидомонаду.

Вольвокс играет очень важное эволюционное значение, и помогает сделать вывод о том, что развитие живых организмов от одноклеточных форм к многоклеточным происходило через колониальные формы.

Большая часть клеток в колонии вольвокса вегетативные. Вегетативное размножение вольвокса происходит с помощью дочерних колоний внутри материнской, особыми клетками - партеногонидиями. Эти клетки делятся митозом перпендикулярно поверхности шара. В результате образуется пластинка, которая выворачивается и образует дочерний шар. Дочерние шары разрастаются, при этом происходит разрыв материнского организма (шара).

Половой процесс происходит в специализированных местах - антеридиях, где развиваются сперматозоиды (n), и оогониях, где созревают яйцеклетки (n). Сперматозоид проникает в оогоний, образуется зигота, или ооспора (2n). При благоприятных условиях зигота делится мейозом, образуются клетки вольвокса (n), которые затем делятся множеством митотических делений.

Таким образом, основная форма существования клеток в колонии вольвокса - гаплоидна (n), диплоидна в жизненном цикле только зигота (2n).

Сине-зеленые водоросли

Спешу предупредить об очень частом заблуждении! Сине-зеленые водоросли - это вовсе не водоросли, их по-другому называют цианобактерии. Они представляют собой отдел крупных грамотрицательных бактерий, которые способны выделять кислород в процессе фотосинтеза.

Эволюционно сине-зеленые водоросли - очень древние микроорганизмы, которые возникли в архее. Им отведена крайне важна роль: они являются первыми фотосинтезирующими организмами. Благодаря им 2 млрд. лет назад в атмосфере Земли впервые появился кислород.

У них отсутствуют жгутики, они могут иметь нитчатую или колониальную форму, или же быть одноклеточными. Относительно крупные размеры цианобактерий и сходство в строении с водорослями было изначальной причиной их рассмотрения в составе растений. На настоящее время доказано сходство цианобактерий с остальными бактериями.

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.

1. Имеет типичные органоиды эукариот (ядерных организмов), а также два жгутика.

2. Крупный хлоропласт, хроматофор — чашевидной формы.

3. Светочувствительный глазок, функция которого заключается в обеспечении положительного фототаксиса (движение на свет).

4. Две мелкие пульсирующие вакуоли, выбрасывающие из хламидомонады избыток воды.

5. В цитоплазме имеет пиреноид (включение внутри хлоропласта), запасающий крахмал.

Размножение

Хламидомонада может размножаться и бесполым способом, и половым — его выбор зависит от условий внешней среды.

Бесполое размножение

1. Летом, при благоприятных условиях, внутри водоросли в результате митотического деления ядра образуются зооспоры — четыре клетки.

2. Зооспоры вырастают и становятся молодыми хламидомонадами.

Половое размножение

1. При неблагоприятных условиях среды в материнской клетке идет процесс множественного митотического деления ядра. В результате возникает большое количество гамет со жгутиками.

3. В благоприятных условиях у зиготы идет мейоз, итогом которого становятся четыре гаплоидные клетки, которые затем превращаются в четыре гаплоидные хламидомонады.

4. Таким образом, большую часть жизни хламидомонады у нее преобладает гаплоидная стадия (диплоидной является только зигота).

Комментарий. Гаплоидная клетка — клетка, в ядре которой хромосомы расположены по одной, а не попарно. В диплоидной клетке хромосомы парные. Эту схему важно понять и запомнить, так как в ЕГЭ по биологии введены новые вопросы о наборах хромосом разных растений и о том, как они изменяются на разных стадиях жизненного цикла.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда - мастер-класс по биологии

Водоросли — самые древние растения на нашей планете. Мир водорослей огромен и разнообразен по формам. Преобладающее большинство из них живёт в пресной и солёной воде. Некоторые произрастают в наземно-воздушной среде, располагаясь на стволах деревьев, каменных стенах, на поверхности почвы и даже снега и льда. Многие живут в почве и в сточных водах городских канализаций.

Водоросли от других растительных организмов отличаются следующими признаками:

живут главным образом в воде;
не имеют вегетативных органов;
органы размножения одноклеточные;
окраска разнообразная.

одноклеточные (хлорелла, хламидомонада);
многоклеточные (ламинария, макроцистис).

Клетка хламидомонады имеет грушевидную форму.
На переднем вытянутом конце находятся два жгутика (обеспечивают передвижение).
Снаружи клетка покрыта оболочкой, под которой находятся цитоплазма, ядро с ядрышком и чашевидный хлоропласт (хроматофор — фотосинтезирующие тельца).
В передней части расположены светочувствительный глазок (воспринимает свет) и пульсирующие вакуоли (служат для выделения избытка воды).
На свету в процессе фотосинтеза образуется сахар (из него — крахмал, образуя крахмальные тельца).

Размножение

Способ размножения хламидомонады

Бесполое размножение хламидомонады

При бесполом размножении хламидомонада:

Останавливается. Теряет жгутики (1).
Её содержимое делится на 4 части (2).
Каждая часть образует жгутики и собственную оболочку (2).
Образовалось 4 клетки-споры или зооспоры, выполняющие функцию расселения.
Оболочка материнской клетки разрывается, и маленькие хламидомонады выплывают в воду (3).
Поплавав в воде некоторое время, клетки дорастают до размеров материнской (4) и вновь приступают к бесполому размножению (1-4).

Половое размножение хламидомонады

При половом размножении хламидомонады:

В материнской клетке образуются двужгутиковые гаметы (1, 2).
Выходят из оболочки материнской клетки (3).
Сливаются попарно с другими особями (4, 5).
Образуется зигота, покрытая плотной оболочкой и зимует (6).
Весной благоприятные условия дают возможность зиготе делиться. В результате чего образуются 4 хламидомонады (7).
Молодые хламидомонады питаются, растут до материнских размеров (1, 8).

Таким образом:

При бесполом размножении — при помощи зооспор.

При половом размножении — при помощи двужгутиковых гамет.

Читайте также: