17. Виды покоя растений. Биохимические особенности состояния покоя.

Покой – период снижения метаболической активности до минимума и прекращение роста. Периоды покоя представляют собой физиологически детерминированные реакции и наблюдаются на одной из стадий развития. Наступает под влиянием изменений, происходящих во внешней среде; его биологическая роль - дать возможность виду пережить время, когда снабжение энергией недостаточно для нормального роста и метаболизма.

Диапауза. Главный фактор, индуцирующий диапаузу – длина дня (фотопериод); также имеет значение наличие пищи, температура, влажность. Для эффективности диапаузы необходимо опережающее действие индуцирующего фактора по сравнению с наступлением неблагоприятных условий. Поэтому механизм синхронизации часто воздействует на стадию, предшествующую той, на которой наступает диапауза.

Существует два вида покоя: 1. глубокий (физиологический) 2. вынужденный

Так же существуют три типа растений по отношению к покою: 1. в любом случае входят в состояние покоя 2. никогда не входят в состояние покоя (тропические растения) 3. входят в состояние покоя только при неблогоприятных условиях.

При наступлении состояния покоя гормоны покоя начинают преобладать над гормонами роста. Изменяются свойства мембран (повышается проницаемость мембран). У растений ближе к осени отток веществ преобладает над притоком. Дыхание преобладает над фотосинтезом.

Покой – это самое устойчивое состояние у растений. Вход и выход в покой зависит от фотопериодических реакций.

5: Какие продукты световой фазы фотосинтеза участвуют в темновой фазе? Как они образуются?

Фотосинтез – процесс образования органических веществ при участии энергии света. Это единственный процесс в биосфере, ведущий к запасанию энергии за счет ее внешнего источника.

Фотосинтез включает два главнейших этапа, последовательно связанных между собой. Этап поглощения и преобразования энергии (световой процесс) и этап превращения веществ (темновой процесс).

Световой процесс осуществляется в тилакоидах хлоропластов, темновой – главным образом в их строме.

Пигменты растений, участвующие в фотосинтезе, «упакованы» в тилакоиды хлоропластов в виде функциональных фотосинтетических единиц, называемых фотосистемами 1 и 2. В фотосистеме 1 энергия света, «уловленная» антенными пигиентами фотосистемы, поступает в реакционный центр Р₇₀₀. От Р₇₀₀ элктроны передаются на электронный акцептор Р₄₃₀, который, вероятно, представляет белок, содержащий железо и серу. Р₄₃₀ передает вои электроны на другой железосодержащий белок – ферредоксин, а последний на кофермент НАД, который восстанавливается до НАД*Н₂. Молекула Р₇₀₀ в ходе процесса окисляется, но затем восстанавливает потерянные электроны за счет электронов, поступающих по электроннотранспортной цепи от фотосистемы 2. Таким образом, на свету электроны перемещаются от воды к фотосистемам 2 и 1, а затем к НАД. Этот однонаправленный поток называется нециклическим потоком электронов, а образование АТФ, которое при этом происходит, - нециклическим фотофосфорилированием. Общий энергитический выход нециклического потока электронов (идет 12 пар электронов от воды до НАД) составляет 12 АТФ и 12 НАД*Н₂. Фотосистема 1 может работать независимо от фотосистемы 2. Этот процесс называется циклическим фосфорилированием.

В ходе процесса не происходит фотолиза воды, выделения О₂ и образования НАД* Н₂, однако образуется АТФ. Поскольку синтез АТФ связан с циклическим потоком электронов, его называют циклическим фотофосфорилированием.

На второй (темновой) стадии ф/с химическая энергия (в виде АТФ), запасенная в ходе световой реакции, используется для восстановления углерода. Углерод доступен для фотосинтезирующих клеток в виде диоксида углерода, он поступает к растениям через устьица.

Восстановление углерода происходит у эукариот в строме хлоропластов в цикле реакций, известных как цикл Кальвина.

Шестиуглеродный сахар глюкоза в конечном итоге образуется в результате 6 оборотов цикла, которые ведут к поглощению 6 молекул СО₂.

Суммарное уравнение синтеза глюкозы в ходе цикла Кальвина можно записать следующим образом:

6СО₂+12НАД*Н₂ +18АТФ С₆Н₁₂О₆ + 12НАД + 18АДФ + 18Ф + 6Н₂О