- •1: В чем отличия с4-растений от с3-растений?
- •2: Функция антенных комплексов в фотосинтетических мембранах? Что такое фотосинтетически активная радиация (фар)? Каково значение широкого набора пигментов в растениях?
- •11. Какие факторы, по вашему мнению, оказались неблагоприятными для растений, вышедших на сушу в процессе эволюции?
- •3: Напишите общее уравнение фотосинтеза. Объясните, какие вещества является реагентами в световой фазе, а какие являются продуктами темновой фазы фотосинтеза?
- •4: Какие типы транспирации существуют? Какие внутренние факторы влияют на интенсивность транспирации?
- •17. Виды покоя растений. Биохимические особенности состояния покоя.
- •5: Какие продукты световой фазы фотосинтеза участвуют в темновой фазе? Как они образуются?
- •6: Опишите влияние на транспирацию таких факторов внешней среды как температура, влажность почвы и воздуха, освещенность.
- •7:Перечислите типы транспорта воды и опишите механизм действия сил, под действием которых вода передвигается в растении.
- •18 Каковы фазы развития растительной клетки.
- •8: В какой зоне корня наиболее интенсивно поглощается вода? Чем это обусловлено?
- •9: Опишите процесс формирования срединной пластинки и клеточной стенки высших растений. Какие вещества входят в состав матрикса и клеточной стенки?
- •13.Что такое антагонизм ионов и чем он обусловлен? Приведите примеры антагонизма и синергизма ионов.
- •10: Опишите морфологические и анатомические приспособления листа семенных растений к процессу фотосинтеза.
- •12. В каких зонах корня происходит усвоение минеральных элементов? Какими способами зольные элементы поступают в растение?
- •20: Опишите возможные варианты строения листа у растений засушливых мест обитаний.
- •21. Опишите строение листа хвойных растений (на примере сосны).
- •22. Какие выделяют типы строения осевого цилиндра (стелы) высших растений? Стела и ее типы. Стелярная теория
- •15. Опишите общее физиологическое действие различных групп гормонов высших растений.
- •23. Перечислите меристематические ткани растений, и ткани, которые они формируют.
- •Какую роль сыграл в эволюции растительного мира отдел Psylophyta? Общие черты строения представителей этого отдела. Что объясняет теломная теория?
- •19. Опишите возрастные изменения физиологических и морфологических параметров листа.
- •25. Проведите сравнение жизненных циклов споровых и семенных растений
- •26. Опишите жизненные циклы ламинариевых и фукусовых водорослей (отдел Phaeophyta).
- •27. Распространение, жизненные формы и биохимические особенности бурых водорослей.
- •28. Эволюционное значение сине-зеленых водорослей (отдел Cyanophyta). Строение и биохимические особенности.
- •30. По каким критериям можно различать фитоценозы?
1: В чем отличия с4-растений от с3-растений?
В 1965 году было обнаружено, что первыми продуктами фотосинтеза у сахарного тростника являются органические кислоты, в состав которых входят 4 атома углерода (яблочная, щевелевоуксусная, аспарагиновая), а не 3С-кислота (фосфоглицериновая), как у большинства растений умеренного климата. Растения, у которых фотосинтез идет по такому пути называются С4 –растения.(кукуруза, сорго, сахарный тростник и просо). У С4-растений листья имеют характерную особенность строения: вокруг каждого проводящего пучка у них расположены два ряда клеток. У клеток внутреннего кольца-обкладки проводящего пучка - хлоропласты по своей форме отличаются от хлоропластов клеток мезофилла - внешнего кольца. Это различие получило название диморфизм (наличие двух форм). Растения, в которых первым продуктом фотосинтеза является трехуглеродная фосфоглицериновая кислота, называются С3-растения.В 1966 году австралийские исследователи Хэтч и Слэк показали, что С4- растения значительно эффективнее, чем С3- растения , поглощают диоксид углерода. Эти ученые описали новый путь метаболизма углерода у С4-растений, получивший название путь Хэтча-Слэка. Этот путь предназначен для транспортировки диоксида углерода и водорода из клеток мезофилла в клетки обкладки проводящих пучков. Из клеток обкладки проводящих пучков диоксид углерода высвобождается и поступает в обычный С3-путь фотосинтетических превращений. Итогом С4-пути является транспорт диоксида углерода и водорода из клеток мезофилла в хлоропласты клеток обкладки проводящего пучка с использованием двух высокоэнергитических фосфатных связей АТФ. Поскольку каждая молекула СО2 должна фиксироваться дважды, для С4_фотосинтеза требуется приблизительно в два раза больше энергии, чем для С3-пути. На первый взгляд, транспорт СО2и водорода на С4-пути кажется бессмысленным. Однако фиксация с помощью ФЕП-карбоксилазы настолько эффективна, что приводит к накоплению большого количества диоксида углерода в клетках обкладки проводящего пучка. Это означает, что РиБФ-карбоксилаза работает в условиях избытка углекислого газа в отличие от С3растений, где концентрация СО2 равна атмосферной. Следовательно основным достоинством С4-фотосинтеза является повышение эффективности фиксации диоксида углерода. Его можно рассматривать как дополнение, а не как альтернативу С3-пути. Полагают, что С4-путь возник позже, чем С3-путь, и это привело к улучшению механизма фиксации диоксида углерода. С4-растения увеличивают сухую массу быстрее, чем С3-растения и являются более высокоурожайными культурами.
|
С3-растения |
С4-растения |
Виды |
Злаки, табак, бобы |
Кукуруза, сахарный тростник |
Эффект повышения температуры с 25 до 350С |
Интенсивность не изменяется или понижается |
Интенсивность увеличивается на 50% при 350С |
Фиксация диоксида углерода |
Происходит один раз |
Происходит дважды, вначале в клетках мезофилла, затем в клетках обкладки проводящего пучка |
Акцептор диоксида углерода |
РиБФ- 5С-соединение |
Клетки мезофилла: ФЕП- 3С-соединение Клетки обкладки проводящего пучка: РиБФ |
Фермент, фиксирующий диоксид углерода |
РиБФ-карбоксилаза, действие которой неэффективно |
Клетки мезофилла:ФЕП-карбоксилаза, работа которой очень эффективна; Клетки обкладки проводящего пучка: РиБФ-карбоксилаза, работающая очень эффективно вследствие высокой концентрации СО2 |
Первый продукт фотосинтеза |
ФГ (С3-кислота) |
Клетки мезофилла: С4-кислота(щавелевоуксусная) |
Анатомия листа |
Имеются хлоропласты только одного типа |
Существуют клетки двух типовс характерными для каждого типа хлоропластами |
эффективность |
Ф/С протекает менее эффективно, чем у С4-растений. Продуктивность обычно ниже |
ф/с более эффективен, но для него требуется больше энергии. Продуктивность обычно значительно выше |