Физиология растений

55. Возникновение ф/с в проц. эволюции. Ф/с – проц. поглощения эл/маг энергии солнца хл/ф и вспомогательными пигментами и превраще-ние ее в хим. энергию , поглощение СО₂ из атм-ры, восстан. его в орг. соед. и выдел. его в атм-ру. Д/синтеза орг.в-в как источники N, P, S испол. неорг.в-ва. 1ые орг-мы, способ. испол.энергию солн.света возник.~3 млрд.лет наз.-цианобактерии. в архейской эре. На первых порах ф/с проис.б/выд.О₂ У сине-зел. вод.появ-сь ф/система, спос.расщеплыть воду (донор Н-фотолиз воды, выд. О₂). Нач.накоп-ние О₂,  появ.озонов.экран. ~через 1 млрд.лет атм-ра насытилась О_2, появилось аэробное расщепление орг.в-ва-дыхание, возникли аэробные прокариоты. Симб.бол.анаэроб.кл-ки с аэроб.бакт. привели к обр-нию митохондр.и пластид (способны к самост.размн, им.собст. аппарат синтеза Б, им.собст.мембрану).

56. Влияние  усл-вий на проц. ф/с. Методы  изучения. 1.Интен-ть света: По мере увелич. интен-ти света нарастание ф/с стан.все менее выражен., при достиж.опред.ур-ня освещ. наступает насыще-ние ф/с-кой актив-ности листа. При низких интен-тях света активир. нециклич.поток ē.Увелич.интен-ти света стимулирует циклич.поток ē и повы-шает долю циклич.транс.ē. В усл-ях избыт освещ-ти цикл. транс.м.играть защит.роль в хл/пл , источ.д/ допол.синтеза АТФ=>активация проц. ассими-ляции С. 2.Спектр.сос-в света: на синем свету-увелич.акт-ть ассими-ляции СО₂(акт-ция транс.ē и фер-в С цикла), преим.синтез.орг.к-ты и аминок-ты, позднее -Белки, на красном-рас-мые Уг=> крахмал. 3.Конц-ция СО₂: у С₃-раст. при повыш. СО₂, повыш интен-ть ф/с (увел. площ.листьев, возр.чистая прод-ть биомассы), а у С₄-раст.-близкое к естеств.сод. О₂: с увелич. конц. О₂-интен-ть уменьш, и наоборот. 4.Температура: оптим=5-35ºС (обратим.проц), при тем-ре выше 35=>необр.потеря ф/с актив-ти (синтез АТФ и НАДФ*Н снижается и стан.лимитир).5.Водный режим: дефицит воды-закрыв.устьиц, не поступает СО₂, сниж. транспир. 6.Мин. пит: недост. или наруш.соот-ние влияет на сод-ние хл/ф, число,р-ры, ультра-стр-ру хл/пл. Fe-хлороз, N-р-ры и ультрастр-ра хл/пл,усилив.гранальность, повыш.сод.Б-переносчиков. Р-сопротивление мезофилла поглощ.СО_2. К-замыкание устьичн.кл-к. 7.Болезни раст: приводят к снижению интен-ти ф/с (наруш.ф/с аппарата).

57.Влияние  на ф/с усл-вий освещения. Зав.ф/с от интенсивности света выраж.свет. кривой ф/с. По мере увелич. интен-ти света нарастание ф/с стан.все менее выражен., при достиж.опред.ур-ня освещ.наступает насыще-ние ф/с-кой актив-ности листа. В этом проц. сущ.световые, ф/хим. реак.,прямо пропорци-онально зависящие от интен-ти света, и темновых, энзиматич,реак. скорость, кот. стан. лимитирующ.при высок.интенсивностях света. Интен-ть света влияет на хар-р ф/зим.и метаболич.проц.в хл/пл. При низких интен-тях света активир.нециклич.поток ē.Увелич.интен-ти света стимулирует циклич.поток ē и повы-шает долю циклич.транс.ē. В усл-ях избыт освещ-ти цикл.транс.м.играть защит.роль в хл/пл , источ.д/допол.синтеза АТФ=>активация проц.ассимиляции С. При слаб.осв-ти обр-ся аминок-ты, при высок-Уг. Спектральный сос-в света опред.общ.интен-ть ф/с,активность его отдел.реак. и набор синтезир.прод-в. На кривой нах. 2 мах-в синей и красн. Обл-ти спектра, совпадающ.со спектром поглощ.ф/синтет. пигментов(ниаб.эффектив.испол.этих лучей при ф/с). На синем свету-увелич.акт-ть ассими-ляции СО₂(акт-ция транс.ē и фер-в С цикла), преим.синтез.орг.к-ты и аминок-ты, позднее -Белки, на красном-рас-мые Уг=> крахмал.

58. Темновая  фаза ф/с. Цикл Кальвина: карбоксилирование, восстановление, регене-рация. Может проходить как при свете, так и б/него, обр-ние орг.в-в за счет Е АТФ и НАДФ*Н, пол-ные из световой фазы ф/с. ЦК: в сос-ве хл/пл им-ся ф-т, кот. катал. соед.мол-лы СО₂ с производным 5тиуглерод.сахара – рибозы (сод.вРНК) – 1,5-рибулозодифосфат.(1) Ф-т, катал. конденсацию СО₂ с 1,5-риб/диф. , явл-ся риб-1,5-дифосфаткарбоксилаза. Этот ф-т нач. превращ. неорг.соед. СО₂ в Уг., в хим.связях, кот.запас.солн.Е. В резул.присоед.1 мол-лы СО₂ к 1,5-риб/диф. (карбоксилиров) обр-ся 2мол-лы 3-фосфоглицериновой к-ты.(2) Далее 3-фос.к-та фосфолирируется с пом.АТФ и обр-ет 1,3-дифосфоглицеринов. к-ту.(3). АТФ испол.в реак. (1,3), кот.имеют решающее знач. д/фун-кцион.ф/с-кого цикла восстановления углерода. А НАДФ*Н2 необ.д/восст.1,3-дифосглицерино-вой к-ты до глицероальдегид-3-фосфата. Под влиянием ф-та обр-ся фосфодиоксиацетон-мол-ла кот, фруктозо-1,6-дифосфат-исход.матер.д/ обр-ния сахарозы и полисахаридов. Рибулоза и рибулозодифосфат явл-ся акцепторами СО_2. Т.о проц.превращ.С при ф/с имеет циклич.хар-р.Он закан. Синтезом рибулозодифос, кот,присоед. СО₂ , снова возвращ. в цикл

59. Фотохим.  этап ф/с. Циклич.и нециклич. трансп.ē. I и II ф/сист. Эффект Эмерсона. Общ. ур-ние цикл.и нецикл. фотофосфол. Ассими-ляц. сила. Реак.ф/ок-ния хл/ф треб. присут.ионов Mg в центре мол-лыи слабокисл.усл-вий среды. В основе преобраз.Е лежит проц.раздел.зарядов: первичное раздел. зарядов. ПереносЕ и ē в реакц-ном центре, устанавл. равновесие Е возбуж. м/у П₆₈₀ и мол-лой хл/ф а(переносЕ происх.быстрее, чем перенос ē). Ф/ок-ние пигмента П_680. Разделение зарядов м/у возбужд. П₆₈₀ и первичным акцептором ē Фео=>первичная радикальная пара=>перенос ē от Фео^- на Q_А с обр-ем вторич. радикал.пары. Восстан.пигмента. Циклич.транс. ē-перенос ē от воды к НАДФ⁺, осущ.с уч-ем 2х ф/сист., цитохромного компл. и промеж. низко-мол-ных перносчиков-пула пластохинон, пластоцианин, ферредоксин. выд.О₂ и восстан. НАДФ+. Сопряжен с синтезом АТФ. Цикл. поток ē осущ.отдельно ф/сI,II. Ф/сI-реак.центр димер хл/ла а с мах поглощ.света 700 нм. Р₇₀₀. Переносчики-ферредоксин, редуктаза. Вос-ние НАДФ⁺=>НАДФ*Н.Ф/сII-Р₆₈₀. Переносчики-пластохинон, цитохром b,f, пластоцианин. АДФ =>АТФ.

60.Дневн.ход ф/с. Ф/с и урожай. Зав-ть урожая от чистой прод-ти ф/с и величины лист. пов-ти.  Свет.фаза-поглощение лучистой Е и ее трансфор.в ассимиляц силу (АТФ и НАДФ*Н), необ.д/вос-ния С в темнов.реак. Происх.в гарнах хл/пл. Вх-дят Б-вые комп.: светособир.комп, ф/систI,II, цитохромный комп. (транс.ē), АТФ-азный комп(синтез АТФ). Чистая прод-ть ф/с(ЧПФ)-накоп-ние биомассы ед-цей площади листа за ед-цу времени (г/м²). Мах при низких вел-нах индекса лист.пов-ти (ИЛП), когда бол-во лист.хор.освещены. С увелич.ИЛП и взаимн. затенения л.в посеве(как при избыт.пит N)=>ЧПФ снижается(не включ. ф/с нелист. органов). Им.критич.и оптим. знач. ИЛП. Критич.хар-ет мин вел-ну ИЛП, при кот. поглощ.мах возможное кол-во рад-ции и воз-ет наиб. Скор-ть нак-ния биомассы. При благоп. усл-ях вел-на оптим ИЛП опред.его приспособ. к режиму ФАР дан.терр. ЧПФ*ИЛП=СРП (скор-ть роста посева).По мере увелич.периода, в теч.кот.сохр.мах вел-ны СРП, возрас.биол. прод-ть посевов. Эффек-ть раб.ф/с аппарата в посеве, хар-мая КПД ФАР, достиг.в этот период 6-8%.У больш.с/х культур он весьма продолжителен. Низкоэффек.0,5-1,5% Сред-неэф.1,5-3% Высокоэф.3-5%. Знач.КПД ФАР явл-ся основ.пок-лем прод-ти и урож-ти с/х культур. Глав.задача селекции: повыш. КПД ФАР в резул. прогресс.технол.и мах испол. прод-в ф/с.

61. Генетич.  связь дых. и брож (учение разра-ботано Костычевым). Проц.дых.сос-ит из 2х этапов: анаэроб.дых (Уг. распад.до пирувата), дальше превращ.пирувата м.проход.2 путями: аэробным-до СО₂ и воды или анаэроб.-броже-ние-интрамол-ное дых. (с выд.спирта). При брож. жизнь зел.раст. продол.недолго=>в тканях накплив.спирт, р. погибает. Низкий энергет. эффект брож. (не испол.Е спирта). Ткани истощ.-лишаются разл. промеж.в-в, кот.обр-ся при дых. Прод-ты брож.накапл. в плодах раст. Брожи дых.тесно связ.м/у собой: в раст.обнаруж.промеж.прод-ты спиртов. брож: фосфорные эфиры, фосфоглицерин.и пирови-ногр. к-ты, уксусн.альдегид; в раст.выявлены ф-ты, катализ.спирт.брож.При аэроб.дых.послед. акцептором Н явл-ся О₂=>обр-ся вода. При анаэроб-др.в-ва,обр-щиеся в проц.брож. субс-трата. В зав-ти от акцептора(к-ты), к кот.б. присоеденен с пом.дегидрогеназ Н, обр-ся и соот.прод-ты, опред.тип брож. (спирт, уксусн, молочнокисл). Наряду с аэроб. дых.брож-пост.проц. ок-го газообмена в их тканях. М.меняться при разл.усл-ях, происходит всегда.

62.Влияние внешних  и внутренних факторов на процесс  дыхания.

Инт.дых.увел.с повыш.темп,если она не достиг.предела,при кот.прекращ.

жизнедеят.орг-ма.Инт.дых.в значит.мере обусл.сод-ем воды в тк.С повыш.

сод.воды в тк.инт.дых.возраст.Действие света на дых-е очень сложно и

связ.со многими ф-ями и особ.раст,внешн.усл,хар-ром и напр-тью обмена

в-в.Установл,что с повыш-ем конц.О2 в атм.и.д.многих растит.тк.возраст,а

при повыш-и конц.СО2-уменьш.Градиент содержания О2 и СО2влияет на

град.инт-ти аэробн.дых.мясистых органов.Хим.раздр.Изуч.влияния гетеро

ауксина на дых.пшен.с пом.меченой по¹⁴Сглюкозы показало повыш-е общ.

ур.акт-ти дых.Кроме ауксинов усил.и.д.прораст.семян и вегетир-х раст.вызыв.

также обр-ка их гиббереллином и  препаратом 2,4-Д.Изуч.ряда ингибиторов и

ядов показ,что динитрофенол полностью ингибирует транспорт ауксинов в

конц-х,стимул-х дых.у раст.подсолнечника.В посл.годы широко изуч.ингиби

тор роста раст.гидразид малеиновой к-ты.В тк.раст.после обр-ки этой к-й сниж.

инт.поглощ.О2в проц.дых.Действие ионизир.излуч.выяснили,что семена разл.

раст.и сортов неодинак.реагир.на Дей.гамма-лучей.Это действие изм-ся в завис.

от хар-ра и сост.тк.|Изуч.дей.на раст.УФ лучей показ,что они не влияют на дых.

63.Дыхание  и фотосинтез как основные  энергетические процессы раст.орг.

Черты сходства и различия.64.Дыхание как процесс  противопол.фотосинтезу.

Ф.иД-проц.противоположные.При Ф.СО2и вода поглощ-ся,тогда как

во врем.Д.Они освобожд.В первом случ.СО»2 и вода явл.исх.соед-ми для

синтеза орг.в-в,а во 2м-конечными  прод.их распада в проц.дых.Энергетиче

скиФ-проц,напр-й против градиента увел-я энтропии,тогда как проц.дых.

идет по град.уменьш.кол-ва своб.эн.и  сопровожд.увел.энтроп.Есть много

эксп.данных,кот.свид-т о глуб.взаимосвязи м/у Ф.иД.Ф.иД.на сету проходят

одноврем.с взаимно противоположным  обменом СО2и воды.Ф.иД,их соотн,

опр-т урож-ть с/х раст.Ф,как прав,явл.фактором,опр-щим урожай.Д.хар-ся

как элемент продукционного проц.раст,пок-ли кот-го примен.для оценки эф

ф-ти превращ.ассимилятов в биомассу раст,взаимоотнош.Д.с Ф.и ростом,с проц.трансп,распред.и реутилизации в-в,уст-ти раст.

65. Пентозофосфатный  путь дых. обмена. Химизм и значение. Хар-ся тем, что из 6 мол-л гексоз (глюкоза), входящих в серию реакций цикла, 5 регенерируются, а 1 окисляется по об. ур-нию: C₆H₁₂O₆+6O₂=6CO₂+6H₂O+2867 кДж. Расщепление нач. фосфорилированием с уч-ем ферм. гексокиназы и АТФ окисляется дегидрогеназой с уч-ем в актив. группе фер-та НАДФ до 6-фосфоглюконовой кис-ты. Далее к-та подвергается окислит. декарбоксилированию до рибозо-5-фосфата, который способен переходить в рибулозо-5-фосфат. Из этих мол-л под дейст. Ф-трансектолазы обр-ся седугептулоза и фосфоглицериновый альдегид, которые соединяются и синтез. 1 мол-ла гексозофосфата. От седогуптулозы остается ост-к тетрозы, кот. Дает 2 мол-лу гексозофос-фата. Ост-ки 2х пентоз соедин. м/у собой и обр-ют мол-лу гексозы. Т.о. за весь цикл превра-щений возобновляется 5 мол-л гексозы из 6, 6-окисляется. Вода обр-ся в резул. Окисл. О₂ 12 мол-л НАДФН_2. Основ. источ. обр-ния в кл-ке пентоз, кот. испол. при синтезе Н.к., источ. рибулозы (акцептор СО₂), обр-ся в-ва испол. д/многих биосинтезов, обр. шикимовой к-ты (основа д/синтеза аромат. соед.-дуб. в-ва, лигнин)

66.Электронно-транспортная  дыхательная цепь. Окисление НАДН и ФАДН₂ в ЭТЦ дых., локализован. во внутр.мемб.митохондрий. Ок-ние сопроважд.трансп. 2ē по цепи переносчи-ков (Б, сод.простатические группы-цитохромы) на О_2, кот.восстан.до воды, по градиенту (от> отрицат. к соед. с>положит.редокс-потенциа-лом). В сос-ве основ.цепи есть 4 трансмем-бранных белков.комплекса и АТФ-синтетаза. Переносчики ē  входят в сос-в комплексов: их простет.группы или редокс-центры, формир. пути переноса ē. Связь м/у комплексами осуществ.подвиж. переносчики: убихинон и цитохром с. Образ-ный НАДН ск-ся на комплексе I (НАДН-дегидрогеназа). Ок-ние НАДН сопроважд.переносом 2ē на убихинон, он захватывает 2Н⁺ из матрикса=> восстан. форма убихинола. Уб-нон м.б. восстанов. в резул. ок-ния сукцината на комп.II. Уб-нон рас-рен в липид.бислое мембраны, ē переходят на комп.III-цитохром с, локализов. в межмембран. прост-ве (водораст.белок действ. как 1ē перено-счик м/у комп.III и IV, премещ.дифуззией вдоль мембраны. Комп.IV-цитохромоксидаза-терми-нальная оксидаза всех аэробн.орг-в, акцепти-рует ē с цитохрома с и передает их на О_2, кот. восстанавл.до воды. Д/полн.восстан.О₂ необ.4ē.

67.Аэробная  фаза дыхании (цикл Кребса).

Цикл Кребса закл.в обр-и лимон.к-ты из щавелеаоуксусн.к-ты и ацет

илкоэнзимаА и регенерации щавелевоукс.к-ты из лимонной.Первая

р-я в цикле-обр-е промежут.продукта«активиронной»укс.к-ты в виде

ацетил-КоА,кот.окончат.оксил-ся.Эн,выдел.в 5ти р-ях окисл,фиксир-

ся в виде макроэргических пирофосфатных  Связей аденозинтрифос

фата.Это-след-ие ок-восст.р-и:обр.ацетил-КоА;окисл.лим.и изолимон.

к-т ч/з цис-аконитовую до щавелевоянтарной к-ты,альфа-кетоглутаро

вой-до сукцинил-КоА,янтарной-до фумаровой,яблочн-до щавелевоукс,

кот.явл.осн-м соед-м в цикле.Она катализир.полн.распад пировиногр.к

-ты,после чего прсхт регенерация  щавелевоукс.к-ты.Так.обр,с кажд.обо

ротм цикла исчез.1мол.пиров.к-ты и от различн.компонентов цикла отщ

епл.3мол.СО2 и 5пар атомов Н.Все ферм.цикла сосред.в матриксе митох

-й.Осн.знач.цикла Кребса закл.в подготовке материала для синтетич.про

ц-ов,прсхдщих во врем.роста молодых клеток.

68.Анаэроб.фаза дыхания (гликолиз).Субстратное фосфорилирование.

Нач.этап анаэробного распада углеводов закл.в обр.ряда фосфорных эфиров

сахаров(гесвоз).Активация мол.гексозы,повыш-е ее реакцион.сп-ти прсхт пос

теп.и прох.ряд этапов.На 1ом эт.брожения и дых.мол.глюкозы под дей.ферм.ге

ксокиназы приним.остаток фосф.к-ты отАТФ,кот-я превращ.в АДФ,и в рез-те

обр.глюкопиранозо-6-фосфат,превращ-ся под дей.ферм.фосфогексоизомеразы

в фруктофуранозо-6-фосфат.На дальнейш.эт.гликолиза фруктофуранозо-6-фосф

ата к нему присоед.еще один остаток  фосф.к-ты.Ист.эн.для обр.данного эфира

служит мол.АТФ.В рез.обр.фруктофуранозо-1,6-дифосфат и нов.мол.АДФ.Да

лее мол.ф-1,6-диф.под влиян.ферм.альдолазы  расщепл.на 2 мол.фосфотриоз.Фос

фодиоксиацетон под Дей.ферм.фосфотриоизомеразы полностью превращ.в 3-фос

фоглицериновый алдегид.След.эт.гликолиза закл.в окисл.3-фосфоглицер.альд.спе

цифич.дегидрогеназой и фосфорилировании глиуер.к-ты с исп.минер.фосф.к-ты.В

рез.этой р-и обр.1,3-дифосфоглицер.к-та,кот.перед.при участии фермента фосфоф

еразы 1остаток фосф.к-ты молАДФ,кот.превращ.в АТФ,при этом обр.фосфоглицер.

к-та.Она под дей.ферм.фосфоглицеромутазы перех.в 2-фосфоглицер.к-ту,кот.под вл.

Ферм.енолазы превращ.в фосфоенолпировиноградн.к-ту и наконец в пировин.к-ту.

Ферм-ты гликолитич.распада глюкозы легко экстрагир-ся из клеток,поэтому счит,

что они локализ-ся в растворимой  части цитоплазмы.|Так.обр,при гликолитич.распа

де гексозы,кот.явл.нач.этапом анаэр.дых,прсхт потребление 2х мол.АТФ,регенера

ция АДФ и синтез 4х нов.мол.аденозинтрифосфата.Пировин.к-та,обр-ся в рез.мно