28. Модели экологических систем.

Модель - объект любой природы, кот воспроизводит явление, процесс или сис-у с целью их исследования или изучения. Метод исследования явлений, исс-я процессов и сис-м, осованный на построении и изучении их моделей, наз-ся моделированием. Геометрические модели - внешнее копирование оригинала. Муляжи, используемые в преподовании анатомии, физиоологии, биологии. Создание  биологических моделей основано на воспроизведении в лаб условиях определенных состояний (заболевания подопытных жив). В эксперименте изучаются механизмы возникновения состояния, его течение, способы воздействия на организм. Создание физических и физико-хим моделей основано на воспоизведении физ и хим способами биологических структур, функций или процессов (модель роста живой кл). важным является модеоирование ф-х условий обитания отдельных клеток, органов или всего организма. Созданные искусственно рас-ры имитируют среду. Модели отдельной популяции. Популяция не взаимод-т с др видами, находящимися с ней.  Увеличение численности зависит от скорости разм-я популяции для бесполого разм-я. Для разнополовой популяции скорость разм-я определяется числом встреч самцов и самок. Экологи наблюдают вымирание популяции, если чис-ть ее опускается ниже критической величины. Популяция голубых китов обречена на вымирание, т. к. ее плотность ниже крит вел-ы. И это не смотря на то, что отдельные виды встречаются в мировом океане, а охота на них запрещена. Модели взаимодействия видов.  Они могут быть трех типов: 1) конкуренция видов, ведущая к уменьшению численности обоих видов; 2) взаимодействие типа хищник-жертва, когда увеличение численности хищника (или паразита) происходит за счет уменьшения числ-и жертвы (или хозяина); 3) симбиоз, ведущий к увеличению обоих видов. Модель популяционного взрыва XN=XS+A*XS*DT Модель распространения эпидемии в популяции Модель «хищник-жертва»

29. Основные стадии фотобиологического процесса Механизмы фотобиологических и фотохимических стадий.

Все фотобиологические процессы протекают по общей схеме: 1.     Поглощение света молекулой. Не все молекулы поглощают свет, поглощается свет не любой длины волны и не всеми атомными группами молекулы. Атомные группы, поглощающие свет определённой длины волны – хромофорные группы. Наиболее хорошо поглощают свет группы с делокализованными π-электронами в длинных цепях сопряжения. Эти электроны могут легко переходить на более высокие энергетические уровни. Процесс релаксации делокализованных электронов наиболее долгий.   После поглощения кванта света хромофорная группа переходит на более высокое энергетическое состояние. 2.     Дезактивация возбуждённого состояния. ·       Внутримолекулярная инверсия. Молекула может вернуться на более низкий энергетический уровень с излучением теплоты или теплоты и флуоресценции. ·       Фотохимическая реакция. Уровень энергии возбуждённого состояния превышает энергетический барьер разрыва химических связей, это приводит к протеканию химической реакции. ·       Миграция энергии и Конформационные превращения. При этом может происходить миграция энергии к другим атомным группам или молекулам, что сопровождается изменениями конформации. 3.     Проявление специфического фотобиологического эффекта. Например, перенос протона, регуляторный акт, изменение проницаемости мембран, биосинтез. Процесс фотосинтеза вкл: фотофизический, фотохимический (световой), ферментативный (темновой). По современным данным, хлорофилл направляет поглощенную им энергию солнечного луча не на молекулу  углекислого  газа,  а на  молекулу  воды.  Происходит окисление воды, водород присоединяется к хлорофиллу, а часть кислорода выделяется в атмосферу. Процесс окисления воды получил название фотоокисления, так как он идет за счет световой энергии. Углекислый газ присоединяется к органическому соединению (акцептору) с образованием карбоксильной   группы   СООН.    Затем   уже   происходит   темновая реакция   восстановления   карбоксильной   группы   водородом RCOOH + 4Н = RCH2OH + Н2О Восстановленная водородом углекислота образует фосфо-глицериновую кислоту, триозы, а затем гексозы (глюкоза и др.). Конечным продуктом является крахмал. У некоторых растений в процессе фотосинтеза образуется не крахмал, а только сахар, например у лука. Фотохимические реакции фотосинтеза — это реакции, в которых энергия света преобразуется в энергию химических связей, и в пер­вую очередь в энергию фосфорных связей АТФ. Именно АТФ яв­ляется энергетической валютой клетки, обеспечивающей течение всех процессов. Одновременно под действием света происходит разложе­ние воды, образуется восстановленный НАДФ и выделяется, кисло­род. Энергия поглощенных квантов света стекается от сотен молекул пигментов светособирающий комплекс к одной, характеризующейся поглощением в наиболее длинноволновой части солнечного спектра. Молекула хлорофилла-ловушки, отдавая электрон акцептору, окисляется. Электрон посту­пает в электронно-транспортную цепь. Предполагается, что светособирающий комплекс состоит из трех частей: главного антенного компонента и двух фо­кусирующих, расположенных в двух фотосистемах. Комп­лекс антенного хлорофилла погружен в толщу мембраны тилакоидов хлоропластов. Совокупность светофокусирующих (антенных) молекул пигмен­тов и реакционного центра составляет фотосистему. По-видимому, свет поглощается раз­дельно этими двумя фотосистемами и нормальное осуществление фото­синтеза требует их одновременного участия. При циклическом потоке электроны, переданные от молекулы хлорофилла первичному акцептору, возвращаются к ней обратно. При нециклическом потоке происходит фотоокисление воды и передача электрона от воды к НАДФ. Соответственно двум типам потока электронов различают циклическое и нециклическое фотофосфорилирование. При нециклическом потоке электронов принимают участие две фотосистемы. Отличительными особенностями нециклического фотосинтетического фосфорилирования являются: 1) окисление двух молекул воды, происходящее в результате воздействия hn света, которые улавливаются двумя фотосистемами; 2) передача электро­нов от молекул воды через электронно-транспортную цепь на НАДФ. Нециклическое и циклическое фотосинтетическое фосфорилиро» вание принято включать в световую фазу фотосинтеза, однако свет необходим только на первых этапах этих процессов.