Предмет, задачи и методы экофизиологии растений, ее место в системе наук.

Предмет, задачи и методы экофизиологии растений, ее место в системе наук.

2. Теоритическое и прикладное значение экофизиологии растений.

3. Клетка как элементарная биологическая система. Классификация клеточных структур. Цитоплазматический матрикс. Цитоскилет. Современные представления о структуре, свойствах и функциях клеточной мембраны.

4. Пространствено временная организация клетки. Компартментация и интеграция клеточного метаболизма. Функциональное взаимодействие клеточных органелл.

5. Системы регуляции в растительной клетке и их взаимодействие.

Общее представление о метаболизме. Особенности метаболизма и энергетики растительных клеток. Надежность и устойчивость клеточного метаболизма.

7. Механизмы регуляции метаболизма в растении. Быстрая и медленная регуляция.

8. Общий план энергетики растительной клетки. Источник и форма энергии в растительной клетке. Типы фосфорилировния. Теории механизмов фосфорилирования.

9. Развитие клетки. Онтогенетический и филогенетический аспекты. Гипотеза происхождения эукариотной фотоавтотрофной клетки.

Космическая роль зеленого растения. Глобальная роль фотосинтеза.

Уровни организации фотосинтетического аппарата. Лист как специализированный орган фотосинтеза.

Структура и функции пластид. Пластидный геном.

13. Пигментные системы пластид. Понятие о реактивном центре и светособирающем комплексе. Состояние пигментов в мембранах.

Хлорофиллы. Многообразие форм. Структуры функции.

Энергетические уровни фотовозбужденного хлорофилла. Флуорисценция и фосфоресценция.

Добавочные пигменты хлоропластов (каротиноиды и фикобилипротеины)

17. Двухфазный характер фотосинтеза. Световые реакции и их локализация в листе.

18. Характеристика фотосистемы 1 и фотосистемы 2. Эффект эмерсона. Электрон-транспортная цепь хлоропласта. Образование кислорода при фотоситезе.

19. Запасание энергии. Типы фотосинтетического фосфорилирования. Механизмы.

20. Методы изучения фотосинтетического етаболизма углерода. Общая характеристика пентозофосфатного восстановительного пути. Основные моменты. Стехиометрия цикла.

21. Образование конечных продуктов фотосинтеза свободных сахаров и крахмала.

22. Альтернативные пути фотосинтетического метаболизма углерода. Их значение в адаптации растений к неблагоприятным факторам среды.

Эффект варбурга. Фотодыхание. Гликолатный путь фотосинтеза его значение.

С4 путь фотосинтеза. Особенности строения и метаболизма С4 растений.

Экологическое значение С4 фотосинтеза.

САМ-тип фотосинтеза. Распространение и экологическое значение

Фотосинтез и свет. Влияние света на структуру фотосинтетического аппарата и фотосинтетический метаболизм углерода. Явление хроматической адаптации.

Световые кривые фотосинтеза. Световой компенсационный пункт.

Эффективность усвоения света светолюбивыми и теневыносливыми растениями. Квантовый выход фотосинтеза.

Фотосинтез и концентрация углекислоты. Роль углекислоты в фотосинтезирующих процессах. Углекислотные кривые фотосинтеза. Углекислотный компенсационный пункт.

Фотосинтез и температура. Температурные кривые фотосинтеза термофильных и криофильных растений. Зависимость световых и темновых реакций фотосинтеза от температуры.

Фотосинтез и первичная биологическая продуктивность. Фотосинтез и урожай.

33. Роль дыхания в автотрофной и гетеротрофных клетках. Локализация и общая характеристика основных этапов дыхания в клетке.

Дыхательные субстраты. Дыхательный коэфициент.

Структура и функции митохондрий. Генетическая система митохондрий.

Пути окисления глюкозы при дыхании. Гликолиз, пентозофосфатный окислительный путь. Последовательность реакций, ферменты, энергетический выход.

ЦИКЛ КРЕПСА.

ЦИКЛ КРЕПСА.

Ацетил-КоА, конденсируясь с ЩУК, дает лимонную кислоту, при этом КоА выделяется в прежнем виде. Этот процесс катализируется ферментом цитратсинтазой. Лимонная кислота превращается в изолимонную. На следующем этапе происходит окисление изолимонной кислоты, реакция катализируется ферментом изоцитратдегидрогеназой. При этом протоны и электроны переносятся на НАД (образуется НАДН + Н+). Для протекания этой реакции требуются ионы магния или марганца. Одновременно происходит процесс декарбоксилирования. За счет одного из атомов углерода, вступившего в цикл Кребса, первая молекула С02вьделяется. Образовавшаяся а-кетоглутаровая кислота подвергается окислительному декарбоксилированию подобно тому, которое разбиралось по отношению к пировиноградной кислоте. Этот процесс также катализируется мультиферментным комплексом кетоглутаратдегидрогеназой, содержащим тиаминпирофосфат, липоевую кислоту, коэнзим А, ФАД и НАД. В результате за счет второго атома углерода, вступившего в цикл, выделяется вторая молекула С02. Одновременно происходит восстановление еще одной молекулы НАД до НАДН и образуется сукцинил-КоА. На следующем этапе сукцинил-КоА расщепляется на янтарную кислоту (сукцинат) и HS—КоА. Выделяющаяся при этом энергия накапливается в макроэргической фосфатной связи АТФ. Такой этап важен, так как выделяющаяся энергия непосредственно накапливается в АТФ. Этот тип образования АТФ, подобно ее образованию в процессе гликолиза, относится к субстратному фосфорилированию. Образовавшаяся янтарная кислота окисляется до фумаровой кислоты. Реакция катализируется ферментом сукцинатдегидрогеназой, простетической группой которого является ФАД. Одновременно выделяется третья пара водородов, образуя ФАД-Н2. На следующем этапе фумаровая кислота, присоединяя молекулу воды, превращается в яблочную кислоту с помощью фермента фумаратдегидрогеназы. На последнем этапе цикла яблочная кислота окисляется до ЩУК. Эту реакцию катализирует фермент малатдегидрогенеза, активной группой которого является НАД, и происходит выделение четвертой пары протонов — образуется НАДН + Н+. Таким образом, ЩУК регенерирует в прежнем виде и может реагировать со следующей молекулой активного ацетата, поэтому практически ЩУК в процессе цикла не расходуется. Одновременно в ходе каждого цикла выделяются две молекулы С02и образуются три молекулы НАДН + Н+и молекула ФАДН2. Многие реакции цикла Кребса обратимы.

 

Предмет, задачи и методы экофизиологии растений, ее место в системе наук.

2. Теоритическое и прикладное значение экофизиологии растений.

3. Клетка как элементарная биологическая система. Классификация клеточных структур. Цитоплазматический матрикс. Цитоскилет. Современные представления о структуре, свойствах и функциях клеточной мембраны.

4. Пространствено временная организация клетки. Компартментация и интеграция клеточного метаболизма. Функциональное взаимодействие клеточных органелл.

5. Системы регуляции в растительной клетке и их взаимодействие.