- •Особенности строения растительной клетки. Классификация структурных элементов растительной клетки.
- •Хлоропласт – органелла фотосинтеза, строение, размножение, развитие основных структурных элементов на свету и в темноте.
- •Основные закономерности дыхания растений. Теория Палладина. Роль дыхания в жизнедеятельности и его особенности у растений.
- •Клеточная оболочка, строение, физиологические функции.
- •Гликолиз, его роль, основные превращения и их место.
- •Минеральные элементы: классификации, критерии необходимости для роста и развития, коэффициент накопления.
- •Фотосинтез – уникальная функция зеленого растения. Сущность и значение фотосинтеза. Общее выражение процесса фотосинтеза.
- •Рибосомы, ядро, аппарат Гольджи, лизосомы, строение, характеристика и функции.
- •Функциональное взаимодействие разных органоидов клетки.
- •Азот и его роль в процессе жизнедеятельности растений.
- •Этилен, биосинтез, структура и роль в процессе роста растений.
- •Транспирация, строение листа как органа транспирации, типы транспирации.
- •Покой растений, его адаптивные функции. Виды покоя, прерывание покоя.
- •Характеристика процессов раздражимости и возбудимости у растений.
- •Глиоксилатный цикл, характеристика, особенности у растений.
- •Облегченная диффузия минеральных элементов, отличие от простой диффузии.
- •Мембранный принцип организации протоплазмы и органоидов. Общая характеристика, свойства мембран.
- •Хлорофиллы, химическая структура, спектральные свойства, функции.
- •Фосфор, его роль в процессе жизнедеятельности растений.
- •Быстрые движения у растений, механизм.
- •Основные этапы биосинтеза молекул хлорофилла
- •Роль серы в жизнедеятельности растений.
- •Поступление воды в клетку, основные механизмы, показатели.
- •Фикобилипротеины, химическое строение, спектральные свойства, роль в фотосинтезе.
- •Пассивный транспорт ионов, общая характеристика, движущая сила.
- •Транспирация как саморегулирующий процесс.
- •Характеристика листа как органа фотосинтеза. Особенности строения листа как фотосинтетического аппарата разных растений.
- •Окислительное фосфорилирования, характеристика, типы.
- •Роль кальция и магния в жизнедеятельности растений.
- •Каротиноиды, химическое строение, свойства, функции.
- •Митохондрия как органелла синтеза атф.
- •Роль микроэлементов в жизнедеятельности растений.
- •Первичные процессы фотосинтеза. Законы поглощения света. Поглощение света пигментами, электрон-возбужденное состояние пигментов.
- •Гидратированное состояние ионов. Ионные каналы, строение, функции.
- •Физико – химические свойства протоплазмы.
- •Типы дезактивации возбужденного состояния пигментов: фотохимическая работа, флуоресценция и фосфоресценция. Квантовый выход.
- •Влияние внешних и внутренних факторов на транспирацию. Физиологическая засуха.
- •Характеристики новых классов фитогромонов: брассиностероиды, жасмоновая и салициловая кислоты и др.
- •Фотосинтетическая единица. Реакционные центры. Пигмент-антенный комплекс (пак), превращение энергии в пак.
- •Взаимопревращение мембран растительной клетки и их функции.
- •Адаптации растений к засолению и недостатку кислорода.
- •Структура и основные компоненты этц фотосинтеза высших растений.
- •Основные принципы действия регуляторных механизмов в клетках растений.
- •Биологическое значение воды, ее физико-химические свойства.
- •Миграции энергии в системе фотосинтезирующих пигментов. Возможные механизмы.
- •АтФазные системы, ответственные за транспорт минеральных элементов. Принцип функционирования н-атФазной помпы.
- •Общие закономерности роста и развития растений. Кривая роста.
- •Симпластический транспорт минеральных веществ в растениях. Основные закономерности.
- •Регуляция роста светом. Фотопериодизм. Роль фитохрома.
- •Фотофосфорилирование. Характеристика основных типов фотофосфорилирования: циклическое, нециклическое.
- •Микротельца, липосомы, микротрубочки; их строение и функции.
- •Виды транспирации, их характеристика. Устьичная и внеустьичная регуляция транспирации.
- •Темновая стадия фотосинтеза. Природа первичного акцептора углекислого газа. Цикл Кальвина.
- •Значение воды в жизнедеятельности растений. Структура и физические особенности воды.
- •Ауксины, биосинтез и их роль в процессах регуляции роста растений.
- •Цикл Кребса.
- •Функции корневых тканей в радиальном транспорте ионов.
- •Гиббереллины, биосинтез и их роль в процессах регуляции роста растений.
- •Цикл Хетча-Слека, характеристика, особенности.
- •Пространственная организация функционирования систем транспорта в клетках корневой системы растений.
- •Абсцизовая кислота, биосинтез и ее роль в процессах регуляции роста растений.
- •Метаболизм по типу толстянковых: характеристика, особенности.
- •Ритмы растений, их классификация, механизмы.
- •Зависимость процесса дыхания растений от внешних факторов.
- •Гликолатный путь в фотосинтезе, его связь с процессом фотодыхания
- •Цитокинины, структура, биосинтез, роль в процессе роста растений.
- •Транспорт воды по растению: общие закономерности, пути, верхний и нижний концевые двигатели.
- •Саморегуляция фотосинтеза.
- •Основные этапы онтогенеза растений, их характеристика.
- •Дальнейший транспорт минеральных веществ у высших растений.
- •Наблюдаемый и действительный фотосинтез. Основные показатели фотосинтеза. Фотосинтез и урожай.
- •Показатели процесса транспирации, их определение и характеристика.
- •Взаимодействие фитогормонов при росте.
- •Основные пути образования и характеристика основных продуктов темновой стадии фотосинтеза.
- •Флоэмный транспорт в растениях. Механизмы флоэмного транспорта.
- •Устойчивость растений к низким температурам, холодостойкость, морозоустойчивость.
- •Современная теория дыхания. Ферментативные системы дыхания. Связь между дыханием и фотосинтезом.
- •Интеграция и регуляция транспорта минеральных веществ в целом растении, системы регуляции, основные принципы.
- •Влияние температуры на рост и развитие растений. Яровизация. Стратификация.
- •Пентозофосфатный путь окисления глюкозы.
- •Водный дефицит и устойчивость к засухе. Тепловой стресс.
- •Ростовые движения растений: тропизмы и настии.
- •Предмет и задачи физиологии растений, методы изучения, связь физиологии растений с другими науками.
- •Роль метаболизма углерода в процессах адаптации растений
- •Газоустойчивость растений.
- •Общая характеристика пассивного транспорта минеральных веществ в клетку. Электрохимический потенциал.
- •Общие представления о стрессе. «Триада» Селье. Стресс-факторы. Кросс-адаптация.
- •Устойчивость растений к низким положительным температурам.
- •Адаптация растений к повышенным температурам.
- •Зимостойкость растений.
- •Адаптация растений к засолению.
- •Адаптация растений к недостатку кислорода.
- •Генерализованный адаптационный синдром. «Триада» Селье. Характеристика первичной индуктивной реакции.
- •«Триада» Селье. Характеристика фазы адаптации и фазы истощения.
- •Стресс. Адаптация. Устойчивость. Характеристика, классификация.
- •Стрессовые белки, синтезируемые в условиях водного дефицита.
- •Белки теплового шока. Индукция синтеза, классификация.
- •Lea белки. Классификация, выполняемые функции.
- •Синтетические регуляторы роста и развития растений: ретарданты, морфактины, гербициды, дефолианты, десиканты, сениканты, химические аналоги природных стимуляторов и ингибиторов роста.
- •Негормональные регуляторы роста: витамины, фенольные протекторы и синергисты, природные ингибиторы.
- •1. Особенности строения растительной клетки. Классификация структурных элементов растительной клетки.
-
Темновая стадия фотосинтеза. Природа первичного акцептора углекислого газа. Цикл Кальвина.
Темновая фаза фотосинтеза – это комплекс ферментативных реакций, во время которой происходит восстановление поглощенного углекислого газа за счет продуктов световой фазы (АТФ и НАДФН). Различают несколько циклов восстановления СО2. Цикл Кальвина. Этот способ ассимиляции СО2 является основным и присущ всем растениям. Он был расшифрован американскими учеными во главе с М. Кальвином. В 1961 году М. Кальвину за установление последовательности реакций в этом цикле и была присуждена Нобелевская премия. Этот цикл начинается с присоединения СО2 к акцептору – пятиуглеродному сахару рибулозо-1,5-дифосфату (РДФ). Присоединение СО2 к тому или ионному веществу называется карбоксилированием, а фермент катализирующий такую реакцию – карбоксилазой. В данной реакции карбоксилирование происходит с участием фер-мента рибулозодифосфаткарбоксилазы (РДФ-карбоксилаза). Это самый распространенный в мире фермент. Продукт реакции, содержащий 6 атомов углерода, в присутствии воды сразу распадается на две молекулы 3-фосфоглицириновой кислоты (3-ФГК). С данной реакции и начинается цикл Кальвина. ФГК и является, по современным взглядам, первичным продуктом ассимиляции углерода. Для дальнейших превращений ФГК необходимы вещества световой фазы фотосинтеза: АТФ и НАДФН. Сначала 3-ФГК фосфорилируется при участии АТФ и образуется 1,3-дифосфоглицириновая кислота. Реакция катализируется ферментом фосфоглицераткиназой. Затем происходит восстановление за счет НАДФН и образуется фосфоглицириновый альдегид ФГА. Суммарный результат второй стадии: восстановление карбоксиль-ной группы кислоты (–СООН) до альдегидной (–СНО). Процесс превращения катализируется дегидрогеназой фосфоглициринового альдегида. Дальнейшее превращение фосфоглициринового альдегида может происходить 4 путями. ФГА частично с помощью триозофосфатизомеразы превращается в фосфодиоксиацетон (ФДА). Это первый путь превращения ФГА. Таким образом, в клетку поступают две найпростейшие формы сахаров: альдоза (ФГА) и кетоза (ФДА). Это трехуглеродные сахара (триозосахара) с присоединенной к ним фосфатной группой содержат больше химической энергии, чем ФГК. Это первые углеводы, которые образуются при фотосинтезе. С помощью альдолазы фосфодиоксиацетон (ФДА) соединяется с другой молекулой ФГА и образуется молекула фруктозо-1,6-дифосфата (ФДФ). Это второй путь превращения ФГА. Фруктозо-1,6-дифосфат дефосфорилируется и превращается во фруктозо-6-фосфат (Ф-6-Ф), что сопровождается накоплением в среде неорганического фосфата. Фруктозо-6-фосфат в дальнейшем может выйти из цикла и использоваться для синтеза запасных форм углеводов: сахарозы, крахмала, других полисахаридов. Однако ФГА (третий путь) может реагировать с эквимолярным ко-личеством Ф-6-Ф, в результате образуются равные количества ксилуло-зо-5-фосфата и эритрозо-4-фосфата (транскетолаза). Затем эритрозо-4-фосфат реагирует с равным количеством ФДА и образуется седагептуло-зо-1,7-дифосфат (альдолаза), которая фосфорилируется до седагептуло-зо-7-фосфата с участием седагептулозодифосфатазы. Четвертый путь превращения ФГА связан с его реакцией с седагеп-тулозо-7-фосфатом с образованием равных (эквимолярных) количеств рибозо-5-фосфата и ксилулозо-5-фосфата. Ксилулозо-5-фосфат эпимиризуется, а рибозо-5-фосфат изомерезуется до рибулозо-5-фосфата, последняя фосфорилируется за счет АТФ и образуется рибулозо-1,5-дифосфат – первичное соединение цикла Кальвина (акцептор СО2). В этих реакциях тратится еще три молекулы АТФ. Из приведенных реакций цикла Кальвина видно, что фотосинтез, являясь процессом запасания энергии, тем не менее, для своего существования требует затраты энергии. В цикле Кальвина образование фруктозо-6-фосфата можно представить в виде следующего суммарного выражения: 6СО2 + 12НАДФН + 12Н+ + 18АТФ + 11Н2О → фруктозо-6-фосфат + 12НАДФ+ + 18АДФ + 17Фн. Цикл Кальвина подразделяют на три фазы: – карбоксилирующую РДФ + СО2 → 2ФГК; – восстановительную ФГК → ФГА; – регинирующую ФГА → РДФ. Каждая шестая молекула ФГА выходит из цикла и используется на синтез сахарозы или полисахаров, тогда как остальные 5 молекул через приведенные выше промежуточные реакции преобразуются в три молекулы рибулозо-1,5-дифосфата. Так как первичный продукт цикла Кальвина – ФГК – содержит три атома углерода, то этот цикл получил название С3-цикла ассимиляции СО2. Упрощенную схему цикла можно представить в виде: