- •Предмет физиологии растений. Уровни организации растительных систем. Место физиологии растений среди биологических дисциплин. Задачи молекулярной физиологии растений.
- •2. Исследование кальций-зависимой регуляции, как пример современного комплексного подхода к расшифровке физиологической реакции на клеточном уровне
- •3.Классические и новые разделы физиологии растений. Их предмет и задачи. Важность физиологии растений для общества и устойчивого развития человечества.
- •Сущность проблемы использования генетически-модифицированных растений. Преимущества гм-растений. Предмет и задачи феномики растений.
- •Основные вехи истории развития физиологии растений, её классические и современные разделы, мировые тенденции в биологии растений.
- •6. Структурно-функциональные особенности растительной клетки. Основные органеллы, их функции, принципиальные отличия от клеток животных, грибов и бактерий.
- •6. Структурно-функциональные особенности растительной клетки. Основные органеллы, их функции, принципиальные отличия от клеток животных, грибов и бактерий.
- •8. Строение мембран растительной клетки. Функциональная роль липидных рафтов.
- •9. Строение и ф-ции клеточной стенки, цитоплазмы и рибосом растительной клетки.
- •10. Строение и функции ядра и центральной вакуоли, их физиологические роли.
- •Строение и ф-ция эндоплазматического ретикулума и плазмодесм.
- •12. Строение плазматической мембраны, ее функциональные элементы
- •13. Структурно-функциональная организация хлоропластов и митохондрий.
- •Строение, развитие и размножение хлоропластов высших растений. Адаптация на уровне хлоропластов для обеспечения эффективности фотосинтеза.
- •15. Определение фотосинтеза, общее выражение фотосинтеза. Цикл углерода в природе, роль в нём фотосинтеза.
- •16. Суммарное выражение хода фотосинтеза, доказательство роли воды в продукции кислорода.
- •18.Поглощение света при фотосинтезе, физиологически-активная радиация. Спектры поглощения хлорофилла и каротиноидов. Организация свето-собирающих комплексов фотосистем.
- •19.Организация фотосинтетического аппарата на уровне листа, мезофилла, клетки и мембраны тилакоидов. Особенности строения листа у с4-растений.
- •20. Строение, роль и регуляция работы устьичного аппарата.
- •21.Общее определение и принцип функционирования пигментов. Понятие кванта. История открытия и исследования фотосинтетических пигментов.
- •22. Основные фотосинтетические пигменты, спектры поглощения, функции и химическая природа.
- •23.Строение хлорофилла, образование системы двойных связей и свободных π-электронов.
- •24. Порфины, их строение и синтез, отличие хлорофилла от гемоглобина.
- •25.Строение, химические и физические свойства основных типов хлорофилла. Спектры поглощения фотосинтетических пигментов.
- •26.Связь между структурой и функцией в молекуле хлорофилла, особая роль ионов магния.
- •27. Типы хлорофиллов, их структурные отличия и спектры поглощения
- •28. Строение изопрена и каротиноидов . Основные типы каротиноидов. Роль каротиноидов в фотосинтезе.
- •29. Структурные отличия каротинов и ксантофилов. Их роль в процессе фотосинтеза. Относительная распространённость хлорофилла и каротиноидов.
- •30.Химическая природа и функции каротиноидов.
- •31. Химическая природа и функции фикобилинов
- •32.Связывание пигментов в пигмент-белковых комплексах. Понятие и принцип строения фотосистемы.
- •33. Биосинтез хлорофилла, его локализация, название этапов и ключевых промежуточных продуктов.
- •1 Стадия – синтез δ-аминолевулиновой кислоты.
- •34. Классическая и современная схемы реакций синтеза δ-аминолевулиновой кислоты.
- •35. Химизм реакций синтеза хлорофилла из δ-аминолевулиновой кислоты.
- •36. Основные стадии и промежуточные продукты реакций синтеза каротиноидов.
- •37. Общая характеристика 4-ех стадий фотосинтеза, их последовательность,
- •38. Возбуждение пигментов и передача энергии. Понятие спина, его состояния. Возбужденные состояния электронов и основные переходы между ними при поглощении кванта света молекулой хлорофилла.
- •39. Дезактивация возбужденного состояния электрона. Физико-химическая природа фосфоресценции и флуоресценции. Фотохимическая работа.
- •40. Природа резонансного переноса электронного возбуждения. Определение и примерный состав фотосистем.
- •41. Схемы потоков электронов при фотосинтезе. Общие закономерности функционирования комнонентов фотосистем и запасания энергии.
- •8Лекция слайды
- •42. Состав, пространственная организация и работа фотосистемы-II.
- •43. Состав, пространственная организация и работа фотосистемы-I.
- •44. Состав, пространственная организация и работа комплекса цитохромов b6f.
- •45. Общая схема транспорта электронов в фотосинтетической этц растений. Структура и работа пластоцианинов.
- •46. Общая схема транспорта электронов по фотосистеме-I. Строение железо-серных белков.
- •48. Сравнение циклического и нециклического фотофосфорилирования
- •49. Роль цикла Кальвина в процессе фотосинтеза, его суммарное выражение и упрощенная схема.
- •50. Химизм реакций цикла Кальвина.
- •51. Характеристика трёх фаз цикла Кальвина, пути превращения фосфоглицеринового альдегида.
- •54. История открытия и пространственная организация в клетках растений процессов с4-цикла.
- •55. Отличие малатного и аспартатного путей у с4 – растений. Схема реакции малатного пути.
- •57. Важнейшие продукты фотосинтеза, и их химическая природа и физиологическая роль.
- •58. Определение дыхания, его общее уравнение, исследование в. И. Палладина. Упрощенная схема редокс-реакций дыхания.
- •59.Три критически-важных стадии дыхания, их общая характеристика. Общее выражение и физиологическая роль гликолиза.
26.Связь между структурой и функцией в молекуле хлорофилла, особая роль ионов магния.
Для синтеза хлорофилла нужны и минеральные элементы: железо, магний и азот (два последних элемента входят в его структуру), потому они особенно важны для фотосинтеза. Важен также калий.
Для обычного функционирования фотосинтетического аппарата растение должно быть обеспечено необходимым количеством (оптимальным) минеральных элементов. Магний, кроме того, что входит в состав хлорофилла, участвует в действии сопрягающих белков при синтезе АТФ, влияет на активность реакций карбоксилирования и восстановление НАДФ+.
Магний придает молекуле хлорофилла способность соединяться с другими молекулами этого пигмента.
Магний необходим для сохранения возбужденного состояния молекулой хлорофилла. Так, тетрапиролы, содержащие вместо магния железо, быстро рассеивают свет.
27. Типы хлорофиллов, их структурные отличия и спектры поглощения
В настоящее время известно около десяти хлорофиллов. Они отличаются по химическому строению, окраске, распространению среди живых организмов. У всех высших зеленых растений содержатся хлорофиллы а и b. Хлорофилл с содержится в диатомовых водорослях, хлорофилл d — в красных водорослях. Кроме того, известны четыре бактериохлорофилла (a, b, c, d), содержащиеся в клетках фотосинтезирующих бактерий. В клетках зеленых бактерий содержатся
бактериохлорофиллы с и d, в клетках пурпурных бактерий — бактериохлорофиллы а и b. Основными пигментами, без которых фотосинтез не идет, являются хлорофилл а для зеленых растений и бактериохлорофиллы для бактерий.
Хлорофиллы, так же как и каротиноиды, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях. Хлорофиллы a и b различаются по цвету: хлорофилл а имеет сине-зеленый оттенок, a хлорофилл b — желто-зеленый. Содержание хлорофилла а в листе примерно в три раза больше по сравнению с хлорофиллом b.
По химическому строению хлорофиллы — сложные эфиры дикарбоновой органической кислоты — хлорофиллина и двух остатков спиртов — фитола и метилового. Эмпирическая формула — C55Н72O5N4Mg. Хлорофиллин представляет собой азотсодержащее металлорганическое соединение, относящееся к магнийпорфиринамИсследования показали, что свойства хлорофилла, находящегося в листе и извлеченного из листа, различны, так как в листе он находится в комплексном соединении с белком. Это доказывается следующими данными:
1.Спектр поглощения хлорофилла, находящегося в листе, иной по сравнению с извлеченным хлорофиллом.
2. Хлорофилл невозможно извлечь абсолютным спиртом из сухих листьев. Экстракция протекает успешно, только если листья увлажнить или к спирту добавить воды, которая разрушает связь между хлорофиллом и белком.
3. Выделенный из листа хлорофилл легко подвергается разрушению под влиянием самых разнообразных воздействий (повышенная кислотность, кислород и даже свет).
28. Строение изопрена и каротиноидов . Основные типы каротиноидов. Роль каротиноидов в фотосинтезе.
Каротиноиды – жирорастворимые пигменты желтого, оранжевого и красного цветов. Они входят в состав хлоропластов и хромопластов незеленых частей растений (цветов, плодов, корнеплодов). В зеленых листьях их окраска маскируется хлорофиллом.
Каротиноиды являются тетратерпеноидами (8 остатков изопрена) и содержат 40 атомов углерода. Они представляют собой цепи, которые имеют, как и хлорофилл, двойные сопряженные связи. На одном или двух концах цепи находятся иононовые кольца.
Каротиноиды делят на две группы: каротины и ксантофиллы. Каротины, например α-каротин (С40Н56) представляет собой чистые углеводороды (тетратерпены):
Распределение и типы каротиноидов в растениях имеют глубокий эволюционный смысл; их можно использовать для таксономических целей.
Фотопротекторная роль каротиноидов, т. е. защита хлорофилла от фотоокисления, еще раз подчеркнем, объясняется их способностью взаимодействовать с возбужденными молекулами кислорода и хлорофилла. В этом случае энергия возбуждения триплетного хлорофилла и синглетного кислорода резонансным путем передается на каротиноиды, а затем рассеивается в виде тепла.
Таким образом, активный ацетил, образующийся из пировиноградной кислоты, служит исходным веществом для биосинтеза в растениях, сложных соединений к каким относятся и каротиноиды.