藻類細胞
藻類細胞は真核生物で、核、葉緑体、ミトコンドリアという3種類の二膜結合型小器官を持つ。 核は1つだけだが、多核の細胞もある。 また、藻類の中には、細胞壁で仕切られていないサイフォン状の核を持つものもある。 核には、細胞の遺伝物質であるデオキシリボ核酸（DNA）のほとんどが含まれている。 ほとんどの藻類では、DNAの分子は直鎖状で存在し、核分裂（有糸分裂）のときにだけ、明らかな染色体に凝縮される。 しかし、藻類には分類学上、常に核DNAが染色体に凝縮している「双子葉類」と「黄金葉類」という2つの分類が存在する。 すべての藻類において、核を取り囲む2枚の膜は核膜と呼ばれる。 核膜には通常、核への分子の出入りを制御する特殊な核孔があります。
葉緑体は光合成の場であり、光のエネルギーを使って二酸化炭素と水を糖に変換する一連の複雑な生化学反応です。 各葉緑体にはチラコイドと呼ばれる扁平な膜状の袋があり、そこには光合成の集光色素であるクロロフィル、カロテノイド、フィコビリタンパク質が含まれています（「光合成」参照）。
ミトコンドリアは食物分子が分解されて二酸化炭素と水と化学結合エネルギーを放出する場所で、細胞呼吸（「細胞呼吸」参照）と呼ばれるプロセスを行っています。 光合成と呼吸は、前者が糖の分子を作り、後者がそれを分解するという、およそ相反するプロセスである。 ミトコンドリアの内膜は大きく膨らんでおり、これが呼吸に必要な表面積を提供している。 クリスターと呼ばれる折り畳み部分には、3つの形態がある。 (1）扁平またはシート状、（2）指状または管状、（3）パドル状の3つの形態がある。 陸上植物や動物のミトコンドリアは、一般に扁平なクリステを持っています。
葉緑体やミトコンドリアも独自のDNAを持っています。 しかし、このDNAは核DNAとは異なり、線状ではなく円状（より正確には無限ループ）であるため、原核生物のDNAと似ている。 葉緑体やミトコンドリアのDNAが原核生物のDNAと似ていることから、多くの科学者は、これらの小器官が真核生物の宿主細胞内で原核生物の細胞が長い間うまく共生した結果、発展したという共生内生説を受け入れている。
藻類細胞には、小胞体、ゴルジ装置、リソソーム、ペルオキシソーム、収縮または非収縮液胞、および一部の放出器官など、いくつかの単膜結合型小器官がある。 小胞体は、細胞内のコンパートメントを形成し、細胞内の輸送システムとして働き、脂肪、油、およびタンパク質を合成する場所として機能する複雑な膜システムである。 ゴルジ体は、扁平な膜状の袋が積み重なるように並んでおり、次の4つの機能を果たしている。すなわち、細胞内の他の場所で合成された多くの分子を分類すること、セルロースや糖などの炭水化物を生産し、時には糖を他の分子に付着させること、小さな小胞に分子を詰めること、小胞に印を付けて正しい目的地に送らせることである。 リソソームは特殊な液胞で、消化酵素を含み、古いオルガネラ、細胞または特定の発生段階の細胞成分、および食物を飲み込むことができる種で摂取された粒子状物質を分解する。 ペルオキシソームは、特定の有機分子や、生化学反応の過程で生じる過酸化水素のような危険な化合物を代謝的に分解することに特化している。 液胞は、膜状の袋で、生物とその代謝状態に応じて様々な物質を貯蔵する。 収縮液胞は、細胞内の水分量を調節する特殊な小器官であり、したがって物質の長期貯蔵には関与しない。 細胞内に水分が過剰に入ると、収縮液胞はそれを排出する役割を果たす。 藻類の中には、特殊な排出器官を持ち、保護構造として機能しているらしいものがある。 双子葉植物では、細胞表面の下に銛のようなトリコシストがあり、乱れたり刺激を受けたりした細胞から爆発することがある。 また、藻類には、細胞表面下に銛のような突起を持つトリコシスト（Trichocyst）があり、藻類に付着した獲物が食べられる前に、このトリコシストが藻類に付着する役割を果たしていると考えられる。 放出器官は、放出器官に類似した構造であり、球形藻類に存在する。 色素植物門の藻類には、粘液を分泌する粘液器官を持つものが何種類かある。 この粘液細胞は、プランクトン網で採取されると、網とその内容物を多少グミ状にする。
藻類の非膜結合小器官には、リボソーム、ピレノイド、微小管、マイクロフィラメントがある。 リボソームはタンパク質合成の場であり、メッセンジャーリボ核酸（mRNA）の形で遺伝情報をタンパク質に翻訳する。 リボソームは、DNAの遺伝暗号を正確に解釈し、それぞれのタンパク質が遺伝子の仕様通りに作られるようにする。 ピレノイドは、特定の藻類の葉緑体の内部または横にある高密度な構造体で、その大部分がリブロース二リン酸カルボキシラーゼから構成されている。リブロース二リン酸カルボキシラーゼは、光合成で炭素固定を行い、糖を生成するために必要な酵素の1つである。 ピレノイドの周囲には、グルコースの貯蔵形態であるデンプンが多く存在する。 微小管は、チューブリンタンパク質から形成される管状の構造で、ほとんどの細胞に存在する。 多くの藻類では、微小管は必要に応じて現れたり消えたりする。 微小管は、特に細胞壁のない種では、細胞の形状を決定し維持するのに役立つ細胞骨格と呼ばれる硬い構造体を細胞内に提供している。 また、微小管は、小胞を輸送するための一種の「レール」システムにもなっている。 核分裂の際に染色体を分離する紡錘装置も微小管で構成されている。 さらに、ある種の微小管は、鞭毛の基本構造（軸索）を形成し、鞭毛を細胞内に固定する根システムの主要な構成要素でもある。 マイクロフィラメントは、アクチンなどのタンパク質が重合して形成され、収縮と弛緩ができるため、細胞内で小さな筋肉として機能している
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