Характеристика темновой фазы фотосинтеза: цикл Кальвина.
Протекает в строме хлоропласта и представляет собой ряд биохимических превращений, в ходе которых СО2 восстанавливается до углеводов, белков и жиров. Может осуществляться как на свету, так и в темноте. Темновые реакции могут осуществляться путём цикла Кальвина (С3 путь темновой фиксации углерода), путём Хетча-Слэка (С4 путь темновой фиксации углерода), САМ-метаболизм (темновая фаза по типу толстянковых). Цикл Кальвина встречается у всех высших растений и включает в себя 3 последовательных этапа, объединённых в циклический процесс. 1. Карбоксилирование. На этом этапе взаимодействуют рибулозодифосфат, СО2 и вода с образованием фосфоглицериновой кислоты (ФГК). Т. к. молекула ФГК содержит три атома углерода, цикл Кальвина получил название С3 пути, а растения с таким типом фотосинтеза называются С3 растения. 2. Восстановление. Этот этап включает 2 реакции. В течение 1 реакции происходит перенос остатка фосфорной кислоты с АТФ на ФГК (реакция фосфорилирования). В течение 2 реакции происходит собственно восстановление с участием НАДФ*Н+. В результате образуется фосфоглицериновый альдегид (ФГА). 3. Регенерация. Этот этап представляет собой разветвлённую цепь биохимических реакций с образованием ряда промежуточных продуктов. Эти промежуточные продукты имеют большое значение для пластического обмена растений и частично могут выводиться из цикла Кальвина. На этом этапе возобновляются молекулы первичного акцептора (РДФ), которые вновь используются при карбоксилировании. 1 продукт фотосинтеза фруктоза. Затем она может изомеризоваться в глюкозу, а она полимеризуется с образованием первичного крахмала. В ходе реакции регенерации судьба 6 молекул ФГА не одинакова. Пять молекул ФГА используется на регенерацию трёх молекул РДФ, а одна молекула ФГА уходит на образование фруктозы. Для образования одной молекулы фруктозы надо пройти два цикла Кальвина. У некоторых растений на базе цикла Кальвина сформировались другие типы фиксации СО2. С4 –путь происходит у многих растений засушливых субтропиков и тропиков. У культурных растений С4 –путь наблюдается у кукурузы, сорго, сахарного тростника. Этот путь фотосинтеза является адаптивным и обеспечивает быстрое образование органических веществ в условиях засушливого климата. У многих растений из семейства толстянковые (кактус, алоэ, каланхоэ) темновые реакции осуществляются по пути САМ-метаболизма. Для них характерно невысокая производительность фотосинтеза в сочетании с высокой засухо – и жароустойчивостью.
Корневое питание растений. Значение минеральных веществ в жизни растительного организма. Элементы минерального питания – макроэлементы и микроэлементы, их физиологическая роль.
В клетках растений синтезируются очень разнообразные органические вещества. Например, для белков, нуклеиновых кислот, фосфолипидов не достаточно только С, Н и О, т.к. в состав этих сложных молекул входят атомы N, F,S, Me, поэтому фотосинтез у растений дополняется минеральным питанием. В ходе мин.питания корневая система поглощает из почвы доступные формы необходимых химических элементов – это простые или сложные ионы содержащие в своем составе необходимые атомы. Ионная форма веществ доступна для поглощения, т.к. это стабильная и растворимая форма. Атомы, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности растений, подразделяются на 3 группы: 1. Макроэлементы ( 
0,01%): N, P, S, K, Ca, Mg, Fe, (Al, Na). 2. Микроэлементы ( 
0,01%): B, Cu, Zn, Ni, Mn, Mo, I, Cl. 3. Ультрамикроэлементы ( в следовых количествах, не для всех элементов установлена их физиологическая роль): Ag, Au, Hg. Атомы неметаллов поступают в растение в виде сложных анионов: N в виде NO3-, NO2-, NH4+, NH2CONH2. P в виде HPO42-, H2PO4-. S в виде SO42-, SO32-. B в виде BO3-. Атомы металлов поступают в клетки растений в виде простых катионов. Ионы, содержащие атомы неметаллов выполняют в основном структурную функцию, т.е. они являются обязательными компонентами сложных органических соединений. В состав белков входит N и S, в состав нуклеиновых кислот – N и P, в состав хлорофиллов – N и Mg, и т.д. Металлы выполняют большую метаболическую роль: большинство металлических макро- и микроэлементов входят в состав белков – ферментов как активные центры, следовательно, физиологическая роль фермента возможна только при наличие соответствия катиона металла. В основном ионы металлов формируют осмотический потенциал клетки, следовательно, они участвуют в осмотических процессах клетки. Минеральное питание – важный процесс жизнедеятельности растительного организма, этот процесс тесно связан с фотосинтезом и обеспечивает возможность образования сложных органических соединений в клетках растений.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 159; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!