Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
34
Добавлен:
30.03.2015
Размер:
56.32 Кб
Скачать

Билет№ 24. 1)Фотосинтезирующие бактерии. Известно 5 гр. бактерий, способных преобразовывать световую энергию в химическую с помощью хлорофилла. Все фотосинтезирующие бактерии делят на 2 гр.:

  1. Эубактерии, осуществляющие бескислородный фотосинтез. ( они делятся на 3 гр.):

    1. Пурпурные бактерии;

    2. Зелёные бактерии;

    3. Галлобактерии.

  2. Эубактерии, фотосинтез кот. сопровождается выделением О2. ( включают 2 гр.):

    1. Цианобактерии;

    2. Прохлорофиты.

Самый примитивный тип фотосинтеза осуществляют галобактерии, живущие в средах с высоким (до30%) содержанием хлорида натрия. Простейшими организмами, способными осуществлять фотосинтез, являются также пурпурные и зеленые серобактерии, а также несерные пурпурные бактерии. Фотосинтетический аппарат этих организмов устроен гораздо проще (только одна фотосистема), чем у растений; кроме того, они не выделяют кислород, так как в качестве источника электронов используют соединения серы, а не воду. Фотосинтез такого типа получил название бактериального. Однако цианобактерии (прокариоты, способные к фоторазложению воды и выделению кислорода) обладают более сложной организацией фотосинтетического аппарата — двумя сопряженно работающими фотосистемами. У растений реакции фотосинтеза осуществляются в специализированной органелле клетки – хлоропласте. У всех растений (начиная от водорослей и мхов и кончая современными голосеменными и покрытосеменными) прослеживается общность в структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата. Механизм этого процесса сходен с аэробным дыханием и также использует цепь переноса электронов. Однако конечным акцептором электронов служит не кислород, а другие неорганические или органические вещества. В зависимости от природы конечного акцептора различают нитратное, сульфатное, карбонатное, фумаратное типы дыхания и др. Нитратное дыхание. От нитратного дыхания следует отличать ассимиляционную нитратредукцию, которая может происходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях и служит для получения аммонийной формы азота, используемой в конструктивных процессах. Этот процесс осуществляется «растворимыми» ферментами: нитратредуктазой и нитритредуктазой и не связан с запасанием энергии. В процессе ассимиляционной нитратредук-ции не образуется летучих продуктов: Нитратным дыханием, или денитрификацией, называется дис-симиляционная нитратредукция, приводящая к образованию молекулярного азота с участием цепи переноса электронов и сопровождающаяся запасанием энергии. В этом случае ферменты локализованы в мембране:Полностью этот процесс протекает у бактерий-денитрификаторов, тогда как у Escherichia coli и некоторых других бактерий осуществляется только первая стадия динитрификации, приводящая к накоплению в среде нитритов. Денитрификаторы, как правило, являются факультативными анаэробами, и кислород подавляет диссимиляционную нитратредукцию. Денитрификация приводит к большим потерям азотных удобрений из почвы, поэтому для подавления денитрификации почву необходимо рыхлить. Полученный аденозин_5'-фосфосульфат повторно активируется АТР: Сульфатное дыхание. Как и в случае нитратредукции существует ассимиляционная сульфатредукция, при которой сульфат восстанавливается до сульфида с последующим использованием в конструктивных процессах. Первой стадией является активация сульфата: Дважды «активированный 3_фосфоаденозин_5_фосфосульфат подвергается восстановлению сначала до сульфита, а затем до сульфида. Такой путь восстановления сульфата присущ широкому кругу организмов. При диссимиляционной сулъфатредукции или сульфатном дыхании на первом этапе также образуется APS, который прямо восстанавливается до сульфита, а затем у разных организмов происходит либо одноступенчатое, либо трехступенчатое восстановление сульфита до сульфида.

Обнаружены три типа сульфитредуктаз, содержащих особый гем - сирогем. Другие сульфитредуктазы содержат цитохромы. При использовании в качестве донора электронов молекулярного водорода, а для конструктивных процессов - органических веществ сульфатвосстанавливающие бактерии растут как хемолитогетеротрофы с образованием на 1 моль сульфата 3 молей АТР, часть которых расходуется на активацию сульфата. Жизнедеятельность таких бактерии в природных условиях приводит к накоплению значительных количеств сероводорода, который может окисляться, образуя отложения серы. Эти бактерии вызывают также анаэробную коррозию металлов. Карбонатное дыхание. При карбонатном дыхании в качестве конечного акцептора электронов используется С02: 4Н2 + С02 -> СН4 + 2Н20. Как показано опытами с радиоизотопами, С02 акцептирует от водорода только электроны так как водород метана происходит из воды. Процесс восстановления протекает ступенчато с использованием цепи переноса электронов, включающей дегидрогеназы, редуктазы и переносчики электронов, содержащие цитохромы

Карбонатное дыхание характерно для метановых бактерий, относящихся к архебактериям. Многие из них могут использовать С03 в качестве единственного источника углерода, т.е. существовать хемолитоавтотрофно. Они являются облигатными строгими анаэробами. Показано образование АТР в процессе восстановления С02до метана, но стехиометрия процесса не известна. В природных условиях метановые бактерии образуют метан в водоемах и болотах, причем в некоторых полярных морях имеются отложения метана в виде кристаллогидрата. Метановые бактерии - один из главных компонентов систем очистки сточных вод. Они обитают также в рубце жвачных животных. Пурпурные бактерии. Группа насчитывает более 50 видов. Представлена одноклеточными организмами. Среди пурпурных бактерий есть неподвижные и подвижные формы. Движение осуществляется с помощью жгутиков. Большинство пурпурных бактерий размножаются бинарным делением, некоторые виды-почкованием. Все пурпурные бактерии имеют сложное строение клеточной стенки. Мембраны имеют вид отдельных пузырьков, трубок или пластинок. Все пурпурные бактерии хар-ся сходным строением. Они могут расти на свету в анаэробных условиях.Однако по физиологическим особенностям м/у представителями пурпурных бактерий обнаружены значительные отличия. Поэтому группу подразделяют на пурпурные серные и несерные бактерии. Пурпурные серобактерии могут расти при освещении в анаэробных условиях. У них ограниченная способность использовать орг-ие соед-ия. Восновном они служат дополнительными источниками углерода. Пурпурные несерные бактерии используют в кач-ве источников углерода простые орг-ие соед-ия: жир.к-ты, спирты, сахара, а/к-ты.

2)Зелёные бактерии. Небольшая группа эубактерий. Фотосинтез бескислородного типа. 2подгруппы: 1)Зелёные серобактерии-строгие анаэробы. Способны расти на среде с Н2S. 2)Зелёные нитчатые бактерии –передвигаются скольжением. Предпочитают исп-ать орг-ие соед-ия при фототрофном метаболизме. Почти все зелёные бактерии- грамотриц. одноклеточные неподвижные формы. Клетки палочковидные, яйцеобразные или слегка изогнутые. Размножаются бинарным делением. В кач-ве запасного в-ва-полисахарид. Зелёные нитчатые бактерии состоят из палочковидных кл. Имеют грамотриц. клеточную стенку. Размножаются путём отделения части трихома. На свету растут в аэробных и анаэроб. усл-ях в присутствии орг-их соед-ий: сахаров,спиртов, орг-их к-от. Цианобактерии. Морф-и разнообразная группа грамотриц. бактерий. Однокл., колониальные и многокл. формы. У последних ед-ца структуры-нить. Нити бывают простые или ветвящиеся. Простые – из одного ряда кл. Имеют одинаковые размеры, форму и строение. Или клеток, различающихся по этим параметрам. Ветвящиеся подразделяют на ложное и истинное ветвление. Истинное – клетки делятся в разных плоскостях. В рез-те возникают многорядные трихомы. Ложное – рез-т прикрепления разных нитей под углом друг к другу. Способы размножения: 1) Равновеликое бинарное деление; 2) Почкование; 3) Множественное деление; 4) С помощью обрывков трихома. Прохлорофиты. Эубактерии, осущ-ие фотосинтез кислородного типа. Это однокл. или многокл. формы. Неподвижные или подвижные. Разм-ся бинарным делением. Клеточная стенка грамотриц. типа. Фотосинтетич-ие пигменты – хлорофилл а и в и каротиноиды. Способны к росту в темноте с получением энергии в процессе дыхания. В случае высших растений и цианобактерий донором электронов является вода, в результате чего из нее освобождается кислород, т.е. фотосинтез в этом случае является кислородным, или оксигенным. Основными типами метаболизма здесь являются фотолитоавтотрофия или фотолитогетеротрофия: С02 + 2Н20 - у + Н20 + 02. Таким образом, фотосинтез растительного и бактериального типа различается по: природе пигментов; использованию доноров электронов; способности к выделению кислорода.

3) Источники азота для растений. Азот входит в состав белков, нукл.кислот и многих жизненно важных орг. в-в. Для растений азот- дефицитный эл-т. При недостатке азота в среде обитания тормозится рост растений, уменьшается ветвление корней. Длительное азотное голодание ведёт к гидролизу белков и разрушению хлорофилла. Азот-распростр. эл-нт в природе. Основные его формы: 1) Связанный азот литосферы; 2)Газообразный мол-ый азот. В природе сущ-ет 2 пути превращения азота в доступную растениям форму. Это хим-ая и биол-ая азотфиксация. Основная масса азота-это деятельность микроорг-ов, способных ассимилировать мол-ый азот атмосферы, восстанавливая его в NH3, делая доступным для растений. Нитратная и аммонийная формы азотного питания. Азот поступает в растение в виде нитратов аммония. Редукция нитратов в 2 этапа: 1)Восстановление нитрата до нитрита; 2)Восстановление нитрита до аммиака. Нитриты, обр-еся на первом этапе в растении не накапливаются, а быстро восст-ся до аммиака ферментом нитритредуктазой. В зелёных частях растения нитро-за нах-ся в хлоропластах. Восст-ие нитратов у растений может осущ-ся и в листьях, и в корнях. По этому признаку растения подразд-ся на: 1) Растения, кот. практически полностью восст-ют нитраты в корнях и транспортируют азот к листьям в орг-ой форме.(многие древесные растения). 2) Растения, кот. ассимилируют нитраты в листьях.(хлопчатник). 3) Растения, кот. восст-ют нитраты и в листьях, и в корнях.(травянистые растения, злаки, бобовые). Один из способов ассимиляции аммония в растениях-восстановительное аминирование, кот. ведёт к обр-ию глутаминовой кислоты. При обильном снабжении растений аммонийными источниками азота в их тканях в значительном кол-ве накапливаются амиды. Растительные клетки имеют 3 фракции в-тв, сод-их азот: 1) Неорг-ий азот; 2) Низкомол-ые орг-ие формы азота; 3) Высокомол-ые орг-ие формы азота. Все они нах-ся в опр-ом равновесии между собой.

24.3 Полиплоидия. Автополиплоидия, её фенотипические эффекты и генетика. Амфидиплоидия как механизм получения плодовитых аллополиплоидов. Значение полиплоидии в эволюции и селекции растений.

Геномные мутации- это мутации, затрагивающие число хромосом, изменяющие геном-гаплоидный набор хромосом с локализ-ми в них генами. Сюда относятся анеуплоидия и полиплоидия.

Полиплоидия- это изменение числа хромосом, кратное гаплоидному.

Умножение одного и того же гаплоидного числа хромосом (генома) наз-ся автополиплоидией. ( ААА, АААА и т.д.) Объединение нескольких различных геномов при гибридизации наз-ся аллополиплоидией (ААВ, ААВВ, АВВ и т.д.) Различают полиплоидию сбаланс-ую, с чётным числом наборов хромосом, и несбаланс-ую- с нечётным.

Полиплоидия ркдко встречается у жив-ых, но распростр-на у растений. У жив-ых полиплоидия известна у гермафродитов.(дождевой червь)

К появлению полиплоидии приводит ряд событий:

1) При нерасхождении хромосом в мейозе гамета может получить полный соматический набор хромосом;

2) Полиплоиды могут возникнуть при спонтанном удвоении хромосом в соматических клетках меристемы. Это приводит к возникновению тетраплоидных побегов, цветки которых будут продуцировать диплоидные гаметы.

Полиплоидию можно вызвать искусственно, подвергая растение действию в-в, влияющих на формирование веретена деления.

Фенотип полиплоидов хар-ся рядом особенностей:

  1. Гигантизм (при высокой степени полиплоидии возможна карликовость);

  2. Низкое осмотич-ое давление.

Автополиплоидия. Автополиплоиды хар-ся стерильностью.

Генетика автополиплоидов хар-ся 2я основными чертами:

  1. Затруднено выщепление рецессивов;

  2. К полиплоидам неприложим закон чистоты гамет.

В природных популяциях многие полиплоиды имеют гибридную природу и явл-ся аллополиплодиями. Возникающие амфигаплоиды (АВ) стерильны и элиминируются из популяции.

Экспериментально путь возникновения плодовитых амфидиплоидов

(аллотетраплоидов) был показан Г.Д.Карпеченко. Ему удалось получить плодовитый гибрид между редькой и капустой.

Соседние файлы в папке ГОС Ответы