- •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.
29. Структурные отличия каротинов и ксантофилов. Их роль в процессе фотосинтеза. Относительная распространённость хлорофилла и каротиноидов.
Каротиноиды делят на две группы: каротины и ксантофиллы. Каротины, например α-каротин (С40Н56) представляет собой чистые углеводороды (тетратерпены):
тогда как ксантофиллы: лютеин С40Н56О2 и виолоксантин С40Н56О4 являются окисленными соединениями. Каротины имеют оранжевую или красную окраску, а ксантофиллы – желтую.
Ксантофиллы отличаются значительно большим разнообразием, чем каротины, поскольку входящие в их состав кислородосодержащие группы могут быть самыми разнообразными: это может быть гидроксильная группа, кетогруппа, эпоксигруппа и метаксильная группа.
Распределение и типы каротиноидов в растениях имеют глубокий эволюционный смысл; их можно использовать для таксономических целей.
Относительная распространенность хлорофилла и каротиноидов в высших растениях составляет 4,5:1 (квантосомы содержат 230 молекул хлорофилла и 50 молекул каротиноидов). Интересно отметить, что животные обычно не синтезируют каротиноидов. Поэтому желтая и розовая расцветка птиц (например, канареек, фламинго), так же как и многочисленных беспозвоночных, обусловлена каротиноидами, которые они получают, поедая растения.
Молекулы каротиноидов имеют длину около 3 нм; те, которые принимают участие в фотосинтезе обычно имеют 9 или более двойных связей
30.Химическая природа и функции каротиноидов.
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. CH2=C(CH3)CH=CH2).
Каротиноиды делят на две группы: КАРОТИНЫ И КСАНТОФИЛЛЫ. альфа-каротин (С40Н56),имеет двойные связи. имеет одно бета-иононовое кольцо (двойные связи между С5 и С6), а второе – двойные связи между С4 и С5.
бета-Каротин отличается от тем, что имеет два бета-иононовых кольца.
КСАНТОФИЛЛЫ – лютеин С40Н56О2 и виолоксантин С40Н56О4 –окисленные соединения, содержащие кислород. Каротины имеют оранжевую или красную окраску, а ксантофиллы – желтую. Ксантофиллы отличаются большим разнообразием, чем каротины, поскольку входящие в их состав кислородосодержащие группы могут быть самыми разными: это может быть гидроксильная группа, кетогруппа, эпоксигруппа и метаксильная группа.
Функции каротиноидов:1)Улавливание и передача фотонов 2)Детоксификация синглетного кислорода, что предохраняет молекулы хлорофилла свето-собирающего комплекса от разрушения, а белки фотосистемы от денатурации 3)Возможная роль в разложении воды 4)Химический цикл альтернативного связывания электронов.
31. Химическая природа и функции фикобилинов
К пигментам, которые участвуют в световой стадии фотосинтеза, относятся и фикобилины. Все фотосинтетические пигменты (хлорофиллы, каротиноиды и фикобилины) входят в состав пигментных систем в виде хромпротеинов, т. е. пигмент – белковых комплексов. Хлорофиллы и каротиноиды связаны с белками относительно слабо, связь между пигментом и белком не ковалентная. Поскольку такие связи легко нарушаются хлорофиллы и каротиноиды можно экстрагировать с помощью органических растворителей таких как ацетон, спирт.
Фикобилины связаны с белком ковалентно, поэтому они находятся в виде молекул – фикобилипротеинов. Фикобилипротеины растворимы в воде и легко вымываются из мацерированных тканей водой или разбавленными растворами солей. Однако, для разрушения молекулы фикобилипротеинов путем расщепления связи между пигментом и белком необходим гидролиз в жестких условиях.
По структуре фикобилины – тоже тетрапироллы, но с открытой цепью, которые имеют систему коньюгированных двойных и одинарных связей. У фикобилинов четыре остатка пиррола вытянуты в открытую цепь таким образом, что замкнутого порфиринового кольца в них не образуется. В своем составе они не содержат атомов Mg, или других металлов, а также фитола. Эти пигменты делят на две основные группы в соответствии с их цветом – красные (фикоэритрины) и синие (фикоцианины).
Название «фикобилины» предложил Лемберг из-за их подобия с желтыми пигментами.
Фикобилины являются хромофорными группами фикобилипротеинов – глобулиновых белков, с которыми в отличие от хлорофиллов они связаны прочными ковалентными связями.
3 основные группы: - фикоэритри - фикоцианин - аллофикоцианины