Вопрос 19. С-4 путь фотосинтеза.

С4-путь имеет такое название, потому что первый продукт оксалоацетат (щук), в своем составе содержит 4 углерода. C4-фотосинтез, или цикл Хэтча — Слэка, — путь связывания углерода, характерный для высших растений, первым продуктом которого является четырёхуглеродная щавелевоуксусная кислота, а не трёхуглеродная 3- фосфоглицериновая кислота, как у большинства растений с обычным C3- фотосинтезом. Таким типом фотосинтеза обладают тропические растения жарких стран. Растения с С4 – типом фотосинтеза: сахарный тростник, кукуруза, мискантус, сорго, росичка (хорошее пастбищное растение),амарант, портулак, иван-чай, марь, топинамбур морская зеленая макроводоросль.

САМ-Метаболизм

Данные растения адаптировались к дефициту воды на биохимическом уровне. Днем устьица у этих растений закрываются чтобы снизить потери воды, ночью у них устьица открываются. Следовательно, углекислый газ может проникать в ткани только ночью и накапливаются в виде органических кислот.

Вопрос 20. САМ путь фотосинтеза.

Сущность САМ метаболизма

1.САМ-фотосинтез осуществляет разделение ассимиляции углекислого газа и цикла кальвина не в пространстве,а во времени. 2.Первичная фиксация углекислого газа осуществляется в темноте где ФЕП-карбоксилвза присоединяет его к ФЕПу.

3.Днём устьица закрыты и проникновение углекислого газа невозможно. Малат служит источником эндогенного углекислого газа.

4. Образовавшийся углекислый газ диффундирует в хлоропласты и включается в цикл каль вина.

 

 

В темноте углекислый газ поступает в листья, где фосфоэнолпируват-карбоксилаза присоединяет его к фосфоэнолпировиноградной к-ту. Она восстанавливается НАДФН-зависимой малатдегидрогеназной до малата в вакуолях.

Днем малат переходит из вакуоли в цитоплазму, где декарбоксилируется с образованием углекислого газа и пировиноградной к-ты. Углекислый газ диффундирует в хлоропласты и включается в цикл Кальвина.

 

Вопрос 21. Фотодыхание.

 

Фотодыхание- это светоиндуцируемое выделение углекислого газа зелёными листьями растений.

Фотодыхание обнаружено в 1965 году. Его осуществляет комплекс органоидов: это хлоропласты пероксисомы и митохондрии.

Причины фотодыхания:

1.Наличие оксигена знай функции у рибулозобисфосфаткарбоксилазы.

2. Высокая концентрация кислорода в атмосфере составляющие 21% 3.Значительные количества кислорода проникающая в ткани растений индуцирует оксигеназную функцию Rubisko.

 

В результате присоединения кислорода РБФ распадается на одну молекулу ФГК и одну молекулу фосфогликолевой кислоты (фосфогликолат). Фосфогликолевая кислота путем дефосфорилирования превращается в гликолевую кислоту (гликолат). Образование гликолевой кислоты происходит в хлоропластах, однако она там не накапливается, а транспортируется в пероксисомы. В пероксисомах происходит превращение гликолевой кислоты в глиоксилевую кислоту (глиоксилат). Образующаяся при этом перекись водорода расщепляется содержащейся в пероксисомах каталазой. Глиоксилевая кислота, в свою очередь, подвергается аминированию с образованием аминокислоты глицина. Глицин поступает в третий тип органелл — митохондрии, где 2 молекулы глицина образуют молекулу аминокислоты — серина и при этом выделяется С02.

Значение фотодыхания

На дыхательной метаболизм у С3 растений тратится до 55% продуктов фотосинтеза.

1.Фотодыхание выступают как футильный цикл, обеспечивающий защиту органических веществ (днк-белков) от фотодеструкции.

2.Образование протеиногенных аминокислот (глицина и серина).

3. Обеспечивает синтез сахарозы (с небольшой скоростью)

Фотодыхание это расплата растений за созданную ими кислородную атмосферу потеря 40-50% продуктов фотосинтеза является необходимой данью для выживания в условиях кислородного стресса.

Фотодыхание возможно является эволюционным реликтом так как рубиско появился в те времена когда атмосферы содержала немного меньше кислорода и немного больше углекислого газа.

Фотодыхания ограничивает появление продуктов ассимиляции световых реакций (сахаров) и ведет к накоплению реактивных форм кислорода и плохо метаболизирующегося вещества - гликолата.

У многих растений фотодыхание это большая проблема в жидкий,сухой день растения могут терять до 50% углерода, фиксируемого обычно в цикле Кальвина.