33. Метаболизм углерода по типу толстянковых (сам-цикл)

Данный тип метаболизма распространен у представителей семейств агавовые, бромелиевые, орхидные, лилейные, кактусовые, гвоздичные, подорожниковые, виноградные, толстянковые и даже папоротниковые.

При достаточном количестве воды ряд растений с САМ-метаболизмом могут вести себя как С3-растения. В свою очередь некоторые растения с С3-путем, при недостатке воды проявляют черты Сам-метаболизма.

Для многих суккулентных растений, обитающих в засушливых условиях, характерен особый тип С₄-фотосинтеза. Для них характерен суточный цикл метаболизма С₄-кислот (рис.3). Ночью, при открытых устьицах у них происходит связывание углекислоты и накопление С₄-кислот в вакуолях клеток мезофилла, а днем, при закрытых устьицах, С₄-кислоты декарбоксилируются, а выделяющийся при этом СО₂ фиксируется рибулезобифосфаткарбоксилазой в С3 –пути фотосинтеза. Поскольку это явление впервые было обнаружено у растений семейства толстянковых, данный тип обюмена углерода был назван метаболизм кислот по типу толстянковых (англ. Crassulaceae acid metabolism), чаще употребляется в сокращенном виде САМ.

34. Фотодыхание и метаболизм гликолевой кислоты (с2 -путь).

С2-путь – фотодыхание – метаболизм гликолевой кислоты. Фотодыханием называют поглощение растениями кислорода и выделение углекислого газа на свету. У С3-растений его интенсивность может составлять до 50 % от интенсивности фотосинтеза. У С4-растений фотодыхание практически отсутствует. Начальный этап фотодыхания связан с оксигеназной активностью фермента РуБФ-карбоксилазы и осуществляется в хлоропластах, последующие реакции проходят в пероксисомах и митохондриях.

Фотодыхание имеет ряд отличий от «темнового» дыхания клеток, связанного с процессами окисления органических соединений в ходе цикла Кребса и работы ЭТЦ митохондрий.

Во-первых, фотодыхание активируется светом высокой интенсивности, тогда как процессы «темнового» дыхания митохондрий на свету ингибируются.

Во-вторых, фотодыхание усиливается в присутствии высоких концентраций кислорода, что связано с активацией в этих условиях оксигеназной функции фермента РуБФ-карбоксилазы; максимум «темнового» дыхания наблюдается при концентра ции кислорода около 2 %.

В-третьих, фотодыхание требует совместного функционирования хлоропластов, пероксисом и митохондрий; «темновое» дыхание связано исключительно с митохондриями.

В-четвертых, первичными продуктами фотодыхаиия являются фосфогликолат, гликолат и глиоксилат – двухуглеродные органические кислоты, дальнейшее преобразование которых приводит к образованию аминокислот глицина и серина.

35. Показатели фотосинтеза: интенсивность, фотосинтетический потенциал, индекс листовой поверхности.

Интенсивность фотосинтеза – количество СО2, поглощенное за единицу времени единицей поверхности листьев или единицей массы (сухой или сырой).

Фотосинтетическим потенциалом (фотосинтетической способностью) называется интенсивность нетто-фотосинтеза при данном состоянии растения (развитии, активности), естественном содержании углекислоты в воздухе и оптимальных величинах прочих внешних факторов. Эта величина, определяемая в стандартных условиях, показывает потенциальную интенсивность фотосинтеза. Она используется для характеристики жизненных форм, видов, экотипов и сортов растений. Например, фотосинтетический потенциал посева – величина, характеризующая возможность использования посевами сельскохозяйственных культур солнечной радиации для фотосинтеза в течение вегетации.

Индекс листовой поверхности – выраженная в квадратных сантиметрах (см2) площадь освещенных листьев на каждый квадратный сантиметр поверхности почвы. Листовые индексы можно считать мерой фотосинтезирующей биомассы.