29. С3путь усвоение углерода, цикл Кальвина. Первичные продукты фотосинтеза и их превращение.

Выделяют 3 стадии ассимиляции углерода:

1. Карбоксилирование молекула СО₂ присоедин. к рибулозо-1,5-бифосфату (РуБФ), образуя нестойкое 6-углеродное соедин, кот. распад на 2 мол. 3-фосфоглицериновой к-ты (3-ФГК). Р-ция катализир ф-том Рубиско.

2. Восстановление 3-ФГК до 3- фосфоглицеринового альдегида (3- ФГА) осущ. в 2 этапа:

а) фосфорилир. 3- ФГК и образов. 1,3-бифосфоглицериновой к-ты

б) при участии НАДФН идет восстановл. 1,3-бифосфоглицериновой к-ты до 3-ФГА.

3-ФГА – первый моносахарид, обр-ся в ходе цикла Кальвина.

3. Регенерация с участием фосфатов 3-х, 4-х, 5-ти и 6-тиуглеродных сахаров в р-те пр-сов конденсации обр 3 мол. РуБФ

Для ассимиляции 1 мол СО₂ необх 2 мол НАДФН и 3 мол АТФ. Цикл Кальвина функционир у высших растений, водорослей, у б-ва фототрофных и хемолитотрофных бактерий.

30. Цикл Хэтч-Слейка-Карпилова и самметаболизм. С4путь усвоения углерода, экологическая роль.

С₄путь фотос-за впервые был обнаружен у кукурузы и тростника. Для С₄раст. хар-на особая стр-ра листа – кранц-структура. В нем структурно и функцион различ к-ки обкладки и мезофилла.

Различ 3 группы С₄раст, исп. для декарбоксилир разные ф-ты:

1. НАДФ-малатдегидрогеназу (кукуруза, сахарный тростник)

2. НАД-малатдегидрогеназу (амарант, портулак)

3. ФЕП-карбоксикиназу (просо)

В к-ках мезофила происх первичная фиксация СО₂ ч/з присоедин к ФЕП (фосфоенолпируват) с образов ЩУК. Синтезир ЩУК переносится в хлоропласты к-к мезофилла и там восстан до малата с исп НАДФН. Образ малат транспортир в к-ки обкладки, где происх р-ция окислит декарбоксилир малата. В ходе р-ции образ пируват, выдел СО₂ и востан НАДФ⁺. В к-ка мезофила пируват превращ в ФЕП с использ АТФ и неорг фосфата.

Для осущ фиксации 1 мол СО₂ необх 2 мол НАДФН и 5 мол АТФ.

САМ-фотос-з осущ растения-суккуленты жарких, засушливых регионов. Первичная фиксация СО₂ осущ ночью, когда устьица открыты, а днем при закрытых устьицах осущ р-ции цикла Кальвина.

СО₂ при участии ФЕП-карбоксилазы взаимод с ФЕП образуя ЩУК, кот восстан до малата. Синтезир ночью малат переносится в вакуоли к-ки и там накапливается, а днем идет обраный транспорт малата в ц-му, где происх его декарбоксилир.

Т.о. у раст образ малата и его декарбоксилир с образ СО₂ и пирувата разделены во времени. Это позволяет раст жить в жарких, засушливых условиях, когда во избежание потерь воды их устьица открыв т. ночью.

31. Бактериальный путь усвоения углерода. Цикл Арнона.

У зеленых серобактерий обнаружен циклич мех-м фиксации СО₂, в основе кот лежат р-ции восстановительного карбоксилир. органических кислот – цикла Арнона. СО₂ фиксир в 4 ферм-ных реакциях, 2 идут при участии фотохимически восстановленного ферредоксина , а 1 - НАД*Н2 . В р-те 1 оборота цикла из 4 молекул СО₂, 10 [Н] с использ энергии (3 мол. АТФ ) син-ся мол. ЩУК.

Все реакции фиксации СО₂ в цикле, функ-ют как мех-мы хемогетеротрофной фиксации.

Цикла Арнона функ-ет у нек-х сульфатвосстанавливающих эубактерий, архебактерии и гелиобактерий.