9. Фотосинтез: общее уравнение, компоненты, роль в процессах пластического и энергетического обмена.

Фотосинтез  — процесс образования органических веществ изуглекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий). Типы фотосинтеза: 1)Бесхлорофилльный: Осуществляется археями является наиболее примитивным типом фотосинтеза, кванты света поглощаются белком-бактериородопсином, имеющим сходство с родопсином в виде наличия ретиналя, этот тип фотосинтеза отличается отсутствием электрон-транспортной цепи, синтез АТФ осуществляется через создание электрохимического градиента протонов илиионов хлора при помощи бактериородопсиновой и галородопсиновой ионной помпы. 2)Хлорофилльный: аноксигенный осуществляется пурпурными и зелеными бактериями; оксигенный осуществляется растениями, цианобактериями. Растение делят на 2 группы: автотрофы, гетеротрофы. Уравнение фотосинтеза: 6CO2+6H2O---C6H12O6+6O2. Фотосинтез осуществляется различными группами автотрофных организмов, а именно высшими растениями, красными и бурыми водорослями, цианобактериями, зелеными и пурпурными бактериями. Роль фотосинтеза и зеленых растений: 1)накопление органической массы 2)обеспечение постоянства содержания СО2 в воздухе 3)Препятствие развития парникового эффекта 4)накопления О2 в атмосфере 5)Озоновый экран. 1.В процессе фотосинтеза происходит перевод внешней энергии окружающей среды, во внутреннею энергию биологической системы. 2.Большая разнокачественность форм энергии, начальной и конечной по времени жизни и по устойчивости, крайне не устойчивая энергия света.3.Поэтапность стабильной энергии, которая позволяет получить новое качество. 4.При многократных энергетический переходах, значительная часть энергии теряется. 5.Промежуточные формы энергии по времени жизни занимают промежуточное положение. 6.Многоступенчатость энергетических преобразований предполагает достаточно сложную организацию фотосинтетического аппарата. 7.Энергетические преобразования могут осуществляться особыми молекулами металопарферинами. 8.Условно процесс фотосинтеза подразделяется на две фазы световую и темновую. Световая фаза включает 2 этапа: фотофизический, в котором происходят первичные преобразования световой энергии в энергию возбуждения электронов молекул хлорофилла; фотохимический, заключается в движение электронов по электронно-транспортной цепи. 9.Непосредственно образование органических вещ-в идет в темновую фазу, которая представлена одним биохимическим этапом- цикл Кальвина. 10.Процесс фотосинтеза является прерывистым, он не идет зимой и не идет ночью. Пигменты процесса фотосинтеза: 1)хлорофилл: основными пигментами без которых фотосинтез не идет являются хлорофилл А для зеленый растений и бактериохрофилл для бактерий. Возбуждение молекул хлорофилла возвращенных в основное состояние различными путями: 1)отдав часть энергии в виде тепла 2)переход молекул и синглетного возбужденного состояния в метостабильное триплетное. 3)энергия возбужденного состояния может быть использована на фотохимические реакции. 2)каратиноиды: это жирорастворимые пигменты присутствующие в хлоропластах всех растений. К каратинойдам относятся три группы соединений: оранжевые и красные каратины; желтые ксантофиллы; каратинойдные кислоты.3) фикобелины: сине-зеленые и красные фодоросли помимо хлорофилла и каратинойдов содержат фекобилины. Фекобилины делятся на 3 группы: фикоэретрины, это белки красного цвета; фикоцеанины, сине-голубые белки; алофекоцеанины, синие белки.

(отсутствует) 14. Биологическая роль дыхания. Специфические особенности дыхания у растений.

Дыхание один из центральных процессов обмена веществ растительного организма. Большинство растений в светлое время суток вырабатывают кислород, но в их клетках идет и обратный процесс: кислород поглощается в процессе дыхания. Ночью в комнате, плотно уставленной растениями, можно наблюдать снижение концентрации кислорода и увеличение концентрации углекислого газа.На самом деле, в живых клетках растений процесс дыхания происходит круглосуточно. Просто на свету скорость образования кислорода в результате фотосинтеза обычно превышает скорость его поглощения. Так же как и у животных, клеточное дыхание растений протекает в специальных клеточных митохондриях. Общие принципы организации процесса дыхания на молекулярном уровне у растений и животных схожи. Однако в связи с тем, что растения ведут прикрепленный образ жизни, их метаболизм постоянно должен подстраиваться к изменяющимся внешним условиям, поэтому и их клеточное дыхание имеет некоторые особенности (дополнительные пути окисления, альтернативные ферменты). Газообмен с внешней средой осуществляется через устьица чечевичек, трещины в коре (у деревьев). Уравнение дыхания: С6Н12О6+6О2---ССО2+6Н2О+2824 кДж. Дыхательный коэффициент- объемное или молярное отношение СО2 выделяемое в процессе дыхания к поглащенному за это же время О2. Окислительное дыхание субстрата осуществляется с учетом ферментов – оксидоредуктазы. Гликолиз- это процесс постепенного превращение глюкозы в пируват, в результате которого клетки обогащаются энергией. Реакции гликолиза идут в цитоплазме и хлоропластах. Функции цикла Кребса – восстановление коферментов НАД и ФАД. Другой путь дыхания апотомический: физиологическое значение: снабжает клетки восстановительной формой НАДФ, которая является донором Н для синтеза жирных кислот. Дыхательные цепи. АТФ синтезируется в результате окислительного фосфорелирования в ходе работы дыхательной цепи. Дыхательная цепь это цепь переносчиков расположенная в порядке возрастания окислительно-востановительного потенциала. Переносчики за исключением убихинона и цитохрома С образуют во внутренней мембране 4 комплекса: 1)НАДН дегидрогеназный комплекс: самый большой содержит более 22 полипептидных цепей ФМН и 5 железно-серных центров. 2)Содержит ФАД зависимую сукцинатубихиноновую оксидоредуктазу и 3 железно-серных белка. 3)Состоит из 8 разных полипептидных цепей и являются димером. 4)Димер состоящий из 8 полипетидных цепей. Зависимость дыхания от внешних и внутренних условий. 1.Интенсивность:измеряется количеством О2 поглащенного за 1 час одной группой сырого или сухого растительного масла, а так же количеством СО2 выделяемым за час 1г растительной массы. 2.Дыхательный коэффициент 3.Снабжение клетки О2 4.Местоположение ткани 5.Возраст растения 6.Принадлежность к экологической группе.

(отсутствует) 15. Значение воды в жизнедеятельности растений. Закономерности поглощения воды клеткой. Механизм передвижения воды по растению.

Вода является основной составной частью растительных организмов. Ее содержание достигает до 95% от массы организма. Функции воды: 1)Это та среда, в которой протекают все процессы обмена в-в. 2)Составляет основную часть цитоплазмы, поддерживает ее структуру. 3)Непосредственный участник многих химических процессов. 4)Является донором электронов и пазитронов при фотосинтезе. 5)Передвижение веществ по растению в сосудах ксилемы и ситовидных трубках осуществляется в водной среде. 6)Терморегуляция и защиты ткани от резких колебаний температуры. 7)Поддержание упругого состояния клеток и защита от механических повреждений. Самыми современными представителями воды в клетки представляют собой сложную гетерогенную систему состоящую из жидкой фазы, гидратно-связывающей, гидрафобно-стабильной, пространственно-стабильной. Другие классификации форм воды: свободная вода:- вода сохранившая все или почти все свойства чистой воды. Связаная вода:- имеет изменяемые физические свойства главным образом в следствие взаимодествия с неводными компанентами. Водообмен растений складывается из трех последующих процессов и тесно связанных между собой процессов: поступление воды в корни растений из почвы; поднятие воды по корням, стеблям в листья и расположенные на стеблях эмбриональные клетки; поглащение избыточной воды из листьев в окружающую атмосферу. Закономерности поглащения воды клеткой. В настоящее время принято выделять 2 механизма поступления воды: 1)Осмотический: в основе осмос, причиной которого является разность концентраций растворов по обе стороны полупроницаемой мембраны. Осмотическое поступление воды приводит к возникновению гидростатического или тургорного давления. 2)Коллоидно-химический: осмотическое поступление воды связано в основном с растворенными веществами клеточного сока. Особеностью реакций является наличие аквапоринов- специальных белков, которые встраиваются в мембраны образуют в билипидном слое водные калеоны или коры, ускоряя диффузию воды. Транспорт воды по растениям. Транспорт веществ и воды в тканях одного органа называется ближним, а между органами дальним транспортом. Ближний транспорт идет по идет по неспециализированным тканям, для дальнего используются специальные проводящие ткани. Вода поступившая в клетки корня, под влиянием разности водных потоков, которые возникают благодаря транспирации и корневому давлению, передвигается до проводящих элементов ксилемы. Вне ксилемы движется всего от 1 до 10% общего потока воды. Из сосудов стебля вода попадает в состав листа. Благодаря транспорту воды осуществляется связь между клетками, органеллами, обеспечивает нормальное протекание всех физиологических процессов. Механизмы транспорта воды. За счет активного поглащения и транспирации создается градиент водного потенциала. По сосудам вода движется благодаря создающимся в силу транспирации градиенту водного потенциала. Вызываемая транспирация движения воды по растению называется транспирационным током.