30. Трансформация световой энергии при фотосинтезе. Регуляция процесса.

Сущность фотофизического этапа фотосинтеза заключается в трансформации световой энергии в энергию разделенных зарядов.

ХЛ+hV=ХЛ^*+е^-

ФСЕ – белковый комплекс включающий светособирающие пигменты (антенный комплекс), передающий энергию на реакционный центр (хлорофилл ловушка –хл.а, акцепторы е и доноры).

ФСЕ фотосинтетическая единица состоит из светособирающих пигментов и реакционного центра.

Структура Р.Ц.

У высших растений два типа реакционных центра.

1) В качестве хлорофилл ловушки выступает хл.а₇₀₀. Он сопряжен с акцептором (вкл. белковый комплекс хл.а₆₉₅ ) и донором – пластоцианином (содержит медь)

2) В реакционном центре второго типа в качестве хлорофилл ловушки выступает хл₆₈₀ , в качестве акцептора выступает фиофитин, а в качестве донора белок.

Принцип работы реакционного центра заключается в осуществлении восстановления акцептора. Здесь протекают реакции только физического типа, для которых характерно:

1)высокая скорость протекания (10^-5-10^-12 )

2)Независимость скорости протекания от температуры.

Сущность фотохимического этапа – трансформация энергии разделенных зарядов в макроэргическую энергию ATP, NADFH

ХЛ⁺ + е + АДР + P_i + NADF + H₂O=ХЛ + ATP + NADFH + ¹/₂О₂

Фотосистема сложный белковый комплекс, включающий фотосинтетическую единицу и электроннотранспортную цепь.

Эффект усиление Эмерсона – резкое увеличение фотосинтеза при облучении разной длины красным светом.

Фотосинтез осуществляется двумя фотохимическими реакциями, которые функционируют последовательно (одна возбуждает другую).

Из реакционного центра П₆₈₀ под действием квантом света выделяются два е и по электроннотранспортной цепи феофитин, пластохинон, цитохром в₅₅₉ (в котором происходит образование одной молекулы ATP), цитохром f и на реакционный центр П₇₀₀ из которого под действием квантов света 2 е через акцептор 1, акцептор 2, фередоксин, флавопротенин и на NADF, где происходит его восстановление, два протона Н транспортируется от диализа воды при котором еще образуется 2 е которые восстанавливают Р.Ц. П₆₈₀.

В условиях интенсивного освещения в фотосистемах возникает дефицит NADF⁺. В этом случае действует циклический транспорт е.

Отличие от нециклического транспорта е.

1. ЦТЭ обеспечивается 1-й ФС I

2. Продуктами ЦТЭ является АТР

3. ЦТЭ – вспомогательный процесс включающийся для зашиты основного пути от избытка света, повышает эффективность фотосинтеза.

Регуляция скорости движения е

1)Интенсивность освещение

2)состояние системы сопрягающей системы, т.е. переносчики в фотосистемах должны быть в восстановлено-окисленном состоянии

3)Оказывает влияние на ν кислород. Он является электрофилонным соединением, как конкурент по переноске е, в этом случае осуществляется псевдоциклический транспорт е. Его продукты АТР и перекись водорода.

31. Общая характеристика простейших. Важнейшие особенности основных типов и классов. Разнообразие образа жизни и экологических адаптаций одноклеточных животных. Их роль в природе и для человека.

Размеры тела одноклеточных микроскопические, в основном находятся в пределах от 3 до 150 микрон, 3 мм. Важнейшая общая особенность простейших:

1. признаки одноклеточного уровня организации и физиологической многоклеточности.

2. Выраженная индивидуальность каждой клетки.

Строение простейших очень разнообразно. Общее- тело состоит из двух основных компонентов: цитоплазмы и ядра. Снаружи цитоплазма ограничена тонкой цитоплазматической мембраной.

Органоиды в теле простейших подразделяются на две основные группы: 1) органоиды общего значения - митох., рибос., лизос., ЭПС; 2) специальные органоиды.

Специальные органоиды подразделяются на следующие 3 группы.

I. Органоиды передвижения и захвата пищи:

A - Псевдоподии, или ложноножки у корненожек и некоторых жгутиконосцев.

B - Жгутики. Основу их составляют 2 центральные микрофибриллы и 9 пар периферических

C - Реснички покрывают тело инфузорий.

II. Органоиды питания и потребления воды.

A- Пищеварительная вакуоль – одна, две или несколько.

B-Пиноцитозная вакуоль – мельчайшая вакуоль, соединяющаяся с внешней средой ультрамикроскопически тонким, видимым только под электронным микроскопом, каналом. С помощью этой вакуоли простейшие потребляют воду.

III. Органоиды осморегуляции и экскреции (удаления жидких метаболитов) - сократительная, или пульсирующая вакуоль.

Помимо специальных органоидов простейшие обладают еще специальными микроструктурами, присущими также и клеткам различных типов многоклеточных организмов.

1. Гликокаликс – прилегающий снаружи к цитоплазматической мембране мономолекулярный слой полисахаридов.

2. Микрофиламенты – ультрамикроскопически тонкие нити. Обычно они образуют более крупные пучки – фибриллы

3. Микротрубочки. Это относительно жесткие микроструктуры, выполняющие часто роль клеточного скелета.

Ядерный аппарат простейших разных систематических групп весьма различен по морфологии, набору хромосом, в количественном отношении. В составе одного одноклеточного организма может быть одно, два, несколько или много ядер.

Способы размножения простейших разнообразны.

1. Бесполое размножение (в основе лежит митоз), его варианты: 1) деление на две дочерние клетки и 2) множественное деление (шизогония).

2. Половое размножение (в основе мейоз) осуществляется путем: 1) копуляции гамет; 2) на основе конъюгации – временного объединения двух особей, в процессе которого происходит обмен частями ядерного аппарата.

Неблагоприятные условия внешней среды простейшие переживают в виде спор и цист. Спора – защищенное состояние зародыша организма (зародыш покрыт оболочкой). Циста – зрелый организм.

Тип Саркомастигофоры (Sarcomastigophora).

Морфологически они характеризуются функционированием в качестве органоидов передвижения и захвата пищи псевдоподий или жгутиков, которые могут быть представлены у одного и того же вида либо одновременно, либо последовательно, на разных этапах жизненного цикла. Ядра одного типа. Половой процесс, если имеется, то реализуется по типу копуляции. Свободноживущие в пресных водоемах или морских или почве. В то же время многие из них являются паразитами. Тип включает 2 класса.

Класс Саркодовые (Sarcodina). Включает наиболее примитивных по большинству морфологических, анатомических и физиологических признаков саркомастигофор и простейших. Форма тела непостоянна. Органеллами передвижения служат псевдоподии. Жгутики, если имеются, то на кратковременной стадии жизненного цикла. Для большинства видов свойственно только бесполое размножение.амебы, раковинные амебы, морские раковинные амебы, или фораминиферы.

Класс Жгутиконосцы (Mastigophora). Органеллами передвижения являются жгутики в числе одного, двух, нескольких или многих. Тело покрыто пелликулой – уплотненным поверхностным слоем эктоплазмы. Форма тела более или менее постоянная. Типы обмена веществ: автотрофы, гетеротрофы, миксотрофы. Размножение чаще бесполое, реже – половое или сочетание бесполого и полового. Одиночные и колониальные, пресноводные, морские, почвообитающие, паразиты животных и человека.

Тип Споровики(Sporozoa). Паразиты беспозвоночных и позвоночных животных и человека. В большинстве случаев в цикле развития имеется особая фаза развития – спора, выполняющая функцию расселения паразита во внешней среде при заражении нового хозяина. Характерно чередование бесполого размножения и полового. Бесполое размножение - шизогонии (множественного деления). Часто имеет место смена хозяев – окончательного (основного), в котором происходит половое размножение, и промежуточного, в котором происходит развитие нескольких бесполых поколений. На большей части жизненного цикла особи гаплоидные, только зигота диплоидная. Представители: грегарины, кокцидия, малярийный плазмодий.

Тип Инфузории (Ciliophora). Форма тела инфузорий относительно постоянная за счет пелликулы, имеющей сложную структуру и содержащей уплощенные цистерны с белковыми включениями. Тело покрыто ресничками. Органеллы питания образуют систему. Пищеварительные вакуоли совершают определенный путь по цитоплазме. Непереваренные остатки выбрасываются в определенном месте – порошице. Ядерный дуализм. Размножаются бесполым и половым путем; последний осуществляется по типу конъюгации. Инфузории являются свободноживущими простейшими, симбионтами и паразитами.

Одноклеточные заселяют буквально все среды. В каждой среде обитания у простейших в процессе длительной эволюции возникли свои адаптации.

Роль простейших в природе определяется их двумя типами обмена веществ и различными способами питания. Автотрофы в процессе фотосинтеза выделяют в атмосферу кислород. Гетеротрофы-сапрофиты, потребляя разлагающиеся органические вещества, очищают водоемы и служат биоиндикаторами их загрязнения. Паразитические простейшие причиняют большой вред человеку и животным.