Во́доросли — гетерогенная экологическая группа преимущественно фотоавтотрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде, в систематическом отношении представляющая собой совокупность многих отделов. Вступая в симбиоз с грибами, водоросли в ходе эволюции образовали совершенно новые организмы — лишайники. Наука о водорослях называется альгологией, её изучение является одним из самых важных этапов при подготовке специалистов в области марикультуры, рыбоводства и морской экологии.
Пласти́ды — полуавтономные органеллы высших растений, водорослей и некоторых фотосинтезирующих простейших. Пластиды имеют от двух до четырёх мембран, собственный геном и белоксинтезирующий аппарат.
Цианобакте́рии, или сине-зелёные во́доросли, или циане́и — отдел крупных грамотрицательных бактерий, способных к фотосинтезу, сопровождающемуся выделением кислорода.
Хлорофи́лл — зелёный пигмент, окрашивающий хлоропласты растений в зелёный цвет. При его участии происходит фотосинтез. По химическому строению хлорофиллы — магниевые комплексы различных тетрапирролов. Хлорофиллы имеют порфириновое строение и близки гему. Хлорофилл зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е140.
Фотоси́нтез — сложный химический процесс преобразования энергии видимого света в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов.
Хроматофоры — пигментсодержащие и светоотражающие клетки, присутствующие у земноводных, рыб, рептилий, ракообразных и головоногих. Они отвечают за окраску кожи и глаз у холоднокровных животных и рождаются в нервном гребне во время эмбриогенеза. Созревшие хроматофоры разделяются на подклассы по цвету в белом свете:
Тилакоиды — ограниченные мембраной компартменты внутри хлоропластов и цианобактерий. В тилакоидах происходят светозависимые реакции фотосинтеза. Слово «тилакоид» происходит от греческого слова θύλακος, означающего «мешочек». Тилакоиды состоят из мембраны, окружающей просвет тилакоида. Тилакоиды хлоропластов часто имеют структуру, напоминающую стопку дисков. Эти стопки называют гранами. Граны соединены межграновыми или строматическими тилакоидами (ламеллами) в единое функциональное пространство.
Криптофи́товые во́доросли, или криптомона́ды, или криптофи́ты , — группа одноклеточных эукариотических фотосинтезирующих организмов, включающая около 165 видов, которой традиционно присваивают ранг типа. Почти все криптофитовые имеют монадную форму с дорсовентральным строением, несут два неравных жгутика. Покровы клетки представлены перипластом, имеются стрекательные структуры (эжектосомы). Хлоропласты окружены четырьмя мембранами и содержат редуцированное ядро — нуклеоморф. Основные фотосинтетические пигменты — хлорофиллы a, c2, а также каротиноиды и фикобилины. Митоз обычно открытый, без центриолей, размножение в основном — вегетативное.
Фикобили́ны — тетрапиррольные пигменты (билины) красных водорослей, криптофит и цианобактерий. Фикобилины являются хромофорной группой фикобилипротеинов — кислых водорастворимых глобулярных хромопротеинов светособирающего комплекса водорослей. Отдельными молекулами фикобилины, как правило, не представлены, а образуют комплексы с белками — фикобилипротеиды (хромопротеиды).
Циане́ллы — пластиды глаукофитовых водорослей. Окрашены в сине-зелёный цвет, так как зелёный хлорофилл a маскируется пигментами фикоцианином и аллофикоцианином, расположенными на поверхности тилакоидов. Особое название используется для них потому, что они обладают уникальным признаком: имеют тонкую клеточную стенку из пептидогликана (муреина) между наружной и внутренней мембраной. По большинству других признаков цианеллы напоминают типичные цианобактерии, хотя содержат сильно редуцированный геном.
Глаукофи́товые во́доросли, или глаукофи́ты, или глаукоцистофи́ты — небольшой древний отдел одноклеточных водорослей, включающий восемь родов и 21 вид. Глаукофиты особенно интересны своими уникальными хлоропластами (цианеллами), довольно примитивно устроенными по сравнению с хлоропластами других водорослей: они содержат слой муреина между мембранами и характеризуются множеством других свойств, присущих цианобактериям. Согласно современным представлениям, глаукофитовые водоросли обособились в отдельную группу у самого основания Archaeplastida.
Фикобилисо́мы — светособирающие органеллы для фотосистемы II у цианобактерий, красных водорослей и глаукофитов. Стандартные фикобилисомы отсутствуют у криптофитовых и тех представителей прохлорофитовых, у которых имеются фикобилипротеины. У криптофитовых фикобилипротеины находятся во внутритилакоидном пространстве.
Фикоуробили́н — тетрапиррол оранжевого цвета, вовлечённый в процесс фотосинтеза у цианобактерий и красных водорослей. Хромофор прикреплён к фикобилипротеину фикоэритрину, дистальной части светособирающей системы (фикобилисомы).
Фикоэритроциани́н — вид фикобилипротеинов, фуксиновый хромопротеин, участвующий в фотосинтезе у некоторых цианобактерий. Он состоит из альфа- и бета-цепей, которые обычно объединены в шестиугольник. Альфа-фикоэритроцианин содержит фиковиолобилин, фиолетовый билин, который совалентно связан с Cys-84, а бета-фикоэритроцианин содержит два фикоцианобилина, голубых билина, ковалентно связанных с Cys-84 и Cys-155 соответственно. Фикоэритроцианин схож с фикоцианином, важным компонентом светособирающего комплекса (фикобилисомы) цианобактерий и красных водорослей.
Фикоэритри́н — дополнительный красный фотосинтетический пигмент, обнаруженный у цианобактерий и красных водорослей. Фикоэритрин, как и все фикобилипротеины состоит из белковой части, построенной из α- и β- частиц, организованных в виде шестиугольника и ковалентно связанной с хромофорами, называемыми фикобилинами. Фикоэритрины способны связываться с наибольшим количеством фикобилинов.
Хлорофилл d — один из хлорофиллов, 3-дезвинил-3-формил-хлорофилл а. В растворах органических растворителей имеет красный максимум поглощения в области 690—697 нм, сдвинутый на 30 нм в длинноволновую сторону по сравнению с хлорофиллом a, а в живых организмах — 710 нм, то есть уже на границе инфракрасной области.
Светособирающие комплексы — пигмент-белковые комплексы фотосинтезирующих организмов, локализованные в фотосинтетических мембранах и выполняющие функцию первичного поглощения квантов света с последующей миграцией энергии возбуждения к реакционным центрам фотосистем. Также они обеспечивают тонкую настройку фотосинтетического аппарата и участвуют в его защите от фотоповреждений.
Аллофикоцианин — светособирающий белок из семейства фикобилипротеинов, в которое так же входят фикоцианин, фикоэритрин и фикоэритроцианин, и является вспомогательным пигментом для хлорофилла. Все фикобилипротеины растворимы в воде и следовательно не могут быть закреплены на мембране как каротиноиды, а вместо этого формируют закреплённые на мембране кластеры, называемые фикобилисомами. Аллофикоцианин поглощает и излучает красный свет, и легко обнаруживается у цианобактерий и красных водорослях. Способность фикобилинов испускать свет используется в наборах иммунологического анализа. Аллофикоцианин довольно часто используют в проточной цитометрии, при счёте и сортировке клеток, и микроскопии. Для этого в него внедряют химическую сшивку.
Вспомогательные пигменты — светопоглощающие соединения фотосинтезирующих организмов, которые работают в сочетании с хлорофиллом а, выполняя светособирающую или светозащитную функции. К ним относятся различные формы хлорофилла, например хлорофилл b в зеленых водорослях и светособирающих антеннах высших растений или хлорофиллы с или d у других водорослей. Кроме того есть много других вспомогательных пигментов таких как каротиноиды или фикобилипротеины, которые также поглощают свет и передают его энергию на главный пигмент фотосистемы. Некоторые из этих вспомогательных пигментов, в частности каротиноиды, служат для поглощения и рассеивания избыточной энергии света и являются антиоксидантами.
Фотосистема представляет собой функциональную и структурную единицу белковых комплексов, которые осуществляют первичные фотохимические реакции фотосинтеза: поглощение света, преобразование энергии и перенос электронов. Фотосистемы находятся в тилакоидной мембраны растений, водорослей и цианобактерий, либо в цитоплазматической мембране фотосинтезирующих бактерий. В общем случае все фотосистемы подразделяют на два типа — подобные фотосистеме II и подобные фотосистеме I.
