Цикл Кальвина (путь углерода в фотосинтезе).

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 10

Цикл состоит из трёх стадий: на первой под действием фермента рибулозобисфосфат-карбоксилаза/оксигеназа происходит присоединение CO₂ к рибулозо-1, 5-дифосфату и расщепление полученной гексозы на две молекулы 3-фосфоглицериновой кислоты (3-ФГК). На второй 3-ФГК восстанавливается до глицеральдегид-3-фосфата (фосфоглицеральдегида, ФГА), часть молекул которого выходит из цикла для синтеза глюкозы, а другая часть используется в третьей стадии для регенерации рибулозо-1, 5-дифосфата.

Карбоксилирование

Карбоксилирование рибулозо-1, 5-бисфосфата (5-углеродное соединение) осуществляется рубиско (рибулозобисфосфат-карбоксилаза/оксигеназа) в несколько стадий. На первой кетонная группа рибулозы восстанавливается до спиртовой, между 2 и 3 атомами углерода устанавливается двойная связь. Полученное соединение нестабильно и именно оно карбоксилируется с образованием 2-карбокси-3-кето-D-арабитол-1, 5-бисфосфата. Его структурный аналог 2-карбокси-D-арабитол-1, 5-бисфосфат ингибирует весь процесс. Новое, уже 6-углеродное соединение, также нестабильно и распадается на две молекулы 3-фосфоглицериновой кислоты (3-фосфоглицерат, 3-ФГА).

Восстановление

Восстановление 3-фосфоглицериновой кислоты (3-ФГА) происходит в две реакции.

Сначала каждая 3-ФГА с помощью 3-фосфоглицераткиназы и с затратой одной АТФ фосфорилируется, образуя 1, 3-бисфосфоглицериновая кислота (глицерат-1, 3-бисфосфат).

Затем под действием глицеральдегид-1, 3-фосфатдегидрогеназы бисфосфоглицериновая кислота восстанавливается НАД(Ф)·H (у растений и цианобактерий; у пурпурных и зелёных бактерий восстановителем является НАД·H) параллельно с отщеплением одного остатка фосфорной кислоты. Образуется глицеральдегид-3-фосфат (фосфоглицеральдегид, ФГА, триозофосфат). Обе реакции обратимы.

Регенерация

На последней стадии 5 молекул глицеральдегид-3-фосфатов превращаются в три молекулы рибулозо-1, 5-бисфосфата.

Вначале под действием трифосфат-изомеразы глицеральдегид-3-фосфат изомеризуется в дигидроксиацетон-фосфат. Фруктозабисфосфат-альдолаза объединяет их в фруктозо-6-фосфат с отщеплением остатка фосфорной кислоты. Затем следует ряд реакций перестройки углеродных скелетов и образуется рибулозо-5-фосфат. Он фосфорилируется фосфорибулокиназой и рибулозо-1, 5-бисфосфат регенерируется.

Цикл Кребса и его роль в жизни растения.

Цикл Кребса (цикл «лимонной кислоты», «трикарбоновых кислот») протекает в матриксе митохондрий. Ацетильные группы (2С) вовлекаются в цикл, присоединяясь к щавелевоуксусной кислоте (ЩУК), в результате чего образуется лимонная кислота (6С). Далее следует цикл реакций, в которых поступившие в цикл ацетильные группы декарбоксилируются с образованием двух молекул CO2 и дегидрируются с высвобождением четырех пар атомов водорода, присоединяющихся к переносчикам, в результате чего образуются три молекулы восстановленного НАД и одна молекула восстановленного ФАД. Каждый оборот цикла дает также одну молекулу АТФ. (Из одной молекулы глюкозы образуются две ацетильные группы, и значит, для окисления каждой молекулы глюкозы требуется два оборота цикла). В конце цикла ЩУК регенерирует и может теперь присоединить к себе новую ацетильную группу.

Суммарное уравнение может быть записано в следующем виде:

C₆H₁₂O₆ + 6H₂O → 6CO₂ + 4АТФ + 12H₂

Весь водород из молекулы глюкозы оказывается в конечном счете у переносчиков (НАД и ФАД). Весь углерод теряется в виде CO₂. Вода здесь нужна в качестве источника кислорода в реакциях декарбоксилирования.

Значение цикла Кребса:

1. Промежуточные продукты участвуют в образовании аминокислот;

2. Ацетил кофермент А участвует в образовании жирных кислот;

3. Некоторые кислоты (яблочная, α -кетоглутаровая, ЩУК) связаны с фотосинтезом.

См. также схему цикла Кребса из лекции.

Цитокинины. Химическая природа, физиологическая роль, практическое применение.

Цитокинины - природные регуляторы роста растений, в малых концентрациях, стимулирующие деление, рост и дифференцировку растительных клеток. По химическому строению – производные аденина.

Цитокинины стимулируют клеточное деление. Однако они действуют так только в присутствии ауксина.

Одно из свойств цитокининов – их способность задерживать нормальные процессы старения листьев. Если отделить лист от растения, то он обычно быстро стареет, т.е. утрачивает зелёную окраску (хлорофилл), белки и нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК). Если же нанести на какой-то участок листа каплю кинетина, то в этом месте в окружении отмирающих тканей сохранится зелёный островок активной ткани. Показано, что сюда из других клеток листа перераспределяются питательные вещества.

Цитокинины также участвуют во многих процессах, с ростом и развитием растений.

Практическое применение

Цитокинины продлевают срок хранения свежих листовых овощей, например, латука и капусты (так как задерживают старение), а также срезанных цветов. Кроме того, их можно использовать для прерывания покоя семян некоторых растений.

Энергетика дыхания.

Ничего найти не удалось. Просто прочтите всё о дыхании.

Этапы развития семенных растений

Лекции (по Чайлахяну и по Мечурину)

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910