Роль ферментов в системе дыхания растений

(10) Биологическое  окисление

(27) Лимонная  кислота

(44)Сукцинилкоэнзим  А ( сукцинил КоА)  

ОТВЕТЫ.

Углеродное  питание. Фотосинтез.

1.Ответьте  на вопросы

(2) какое влияние  оказало появление  фотосинтеза у  растений на ход  дальнейшего исторического  развития органического  мира?

    Возникновение в ходе эволюции фототрофных бактерий обладающих способностью вовлекать неорганический углерод в обмен веществ за счет энергии солнца, сыграло большую роль в дальнейшем развитии жизни на Земле. Вместе с тем специфичность, малая распространенность и относительно низкая химическая устойчивость соединений, используемых этими организмами в качестве доноров водорода, ограничивали роль бактериального фотосинтеза в экономике органической жизни на Земле. Необходимо также учитывать, что для восстановления СО₂ пурпурные и зеленые бактерии нуждаются в богатых энергией донорах электронов, вследствие чего чти организмы лишь в малой степени способствуют накоплению свободной энергии в живом мире. Таковы причины, по которым бактериальный фотосинтез не мог сколько-нибудь существенно сказаться на общих условиях, общем характере жизни на Земле, поскольку остатки соединений водорода, используемых в ходе этой функции, принадлежат к веществам, биологически мало активным и малоценным.

  Дальнейшим  этапом развития фототрофности явился фотосинтез зеленых растений. Возникновение способности использовать для восстановления СО₂ водород воды (едва ли не самого распространенного в природе соединения) придало процессам синтеза органического вещества на Земле неограниченные масштабы.

  Не  менее важно и то, что с возникновением фотосинтеза появился источник свободного кислорода неиссякаемой мощности. Это повлекло за собой изменение всего облика, всего строя жизни на Земле, придало жизни аэробный характер вместо господствовавшего до этого анаэробного.[9,с45]

2. Докажите, что…

(2)красные  лучи солнечного  спектра являются  фотосинтетически  более продуктивными  по сравнению с  другими.

     Все пигменты поглощают свет избирательно.   Так, если пропустить белый свет через раствор хлорофилла, а   затем разложить его с помощью призмы, то можно увидеть, что отдельные лучи спектра  окажутся сильно поглощенными

и на их месте будут черные полосы. Другие лучи будут лучше проходить через раствор. В результате мы получим так называемый спектр поглощения хлорофилла.

  Хлорофиллы  поглощают максимально красные и сине-фиолетовые лучи, хуже поглощают оранжевые, желтые и голубые, почти не поглощают зеленые и отражают дальние красные лучи. Небольшие различия в строении молекул хлорофилла а и b обусловливают  некоторые различия в поглощении ими света. У хлорофилла b полоса поглощения в красной части спектра сдвинута в сторону коротковолновых лучей, а в сине-фиолетовой части — в сторону длинноволновых лучей.

  Желтые  пигменты поглощают лучше те лучи, которые плохо поглощают зеленые пигменты. Максимально они поглощают сине- фиолетовые, хуже — голубые, немного поглощают зеленые лучи, не поглощают красные, желтые и оранжевые. Почему ризные пигменты поглощают разный свет? Это зависит от числа и расположения двойных связей, присутствия в них ароматических колец и атома металла в молекуле пигмента.[11,с67] 

4. Заполните  таблицу

Таблица 2- Сравнительная    характеристика   циклического и   нециклического  фотофосфорелирования

 

5.Вставьте  пропущенные слова

(10)Наличие  С-4 пути фотосинтеза  открыли М.Д.Хетч,   К.Р.Слек в 1967 году.

(24) Фермент амилаза осуществляет окисление: РДР-----» гликолат.

6.Выберите  правильные ответы

(10) Мутантная форма  табака не способна  к образованию  гликолевой кислоты.  Накопление органического  вещества у мутантного  табака, по сравнению  с нормальным, происходит:

а) более интенсивно;

б) также;

в) менее интенсивно.

8. Решите задачу

(1)  Сколь органического  вещества вырабатывает  растение за 15 минут,  если известно, что  интенсивность фотосинтеза  составляет 20мг/дм² час, а поверхность листьев равна 2,5 м².

Дано:                                     Решение:     

T=15мин                                 20мг---60 мин;         N_{орг.в-ва}=5*250 =1250    

V=20 мг/дм²*час                    V     ---15мин;

S=2.5м² =250дм²                      V₁=5мг.

N_{орг.в-ва}-?                                 Ответ: N_{орг.в-ва}=1250    

9. Объясните термины

(10) Кранц-клетки

    Было установлено, что растения, характеризующиеся С4-типом фотосинтеза (в отличие от обычных,   у которых    С3-фотосинтез ),    а это  в основном злаки, имеют особую структуру вокруг пучков жилок . Она получила название кранц-структуры, или кранц-анатомии. [1,с 67]

    У таких растений клетки мезофилла     и обкладки      пучков   образуют   два концентрических слоя. Плотно   расположенные очень крупные   паренхимные клетки обкладки С4-растений   содержат много хлоропластов.  Из листьев С4-растений продукты фотосинтеза   отводятся быстрее и полнее,   чем у С3-видов.

(25) Феофитин. При действии слабой кислоты хлорофилл теряет зеленый цвет, образуется красно-бурое вещество феофитин, у которого атом магния замещен на два атома водорода:

С₅5Н₇₂О₅N₄Мg + 2 НС1 ---> МgС1₂ + С ₅₅Н ₇₄О₅N₄

Дыхание растений.

1.Напишите

(2)Суммарное  уравнение процессов:

а) гликолиза;

б) спиртового брожения.

Сравните  эти процессы. Какой  из них является более  экономичным для  организма.  Почему?

а) гликолиз:

С₆Н₁₂О_б + 2НАД⁺ + 2АДФ + 2Н₃РО₄ ------>2СН₃СОСООН +

глюкоза                  пируват

                                            + 2НАДН + 2 АТФ 
 

б)спиртовое  брожение

     СНзСОСООН ---> СНзСОН + С0₂

     СНзСОН + НАДН + Н⁺ --->СН₃СН₂ОН + НАД⁺

  В процессе гликолиза происходит постепенное освобождение энергии, часть которой запасается в макроэргических связях АТФ и может использоваться для работы клетки. Промежуточные вещества, образующиеся во время гликолиза, могут использоваться для синтеза нуклеиновых кислот, белков жиров и углеводов. Например, пируват может аминироваться с образованием аланина — аминокислоты, необходимой для синтеза белка. ФГК может использоваться для синтеза сахарозы.  В какой-то степени гликолиз регулирует физиологические процессы в клетке. Например, в условиях засухи образование из каждой молекулы гексозы двух молекул триоз может пени зить водный потенциал клеточного сока, что, в свою очередь, повлияет на поступление воды.

    При    спиртовом    брожении    пируват    декарсилируется     с образованием уксусного    альдегида   при участии    ирбоксилазы, а затем восстанавливается до этилового спирта ферментом    алкогольдегидрогеназой. Для восстановления уксусного  альдегида расходуется НАДН, образовавшийся во время гликолиза.[16, с23]

2.Докаажите,  что…

(2) Дыхание – это  процесс 

- окислительно –  восстановительный

- ферментативный

- энергетический

- управляемый

- противоположный  фотосинтезу.

    Дыхание — это   совокупность   координированных   последовательно протекающих экзергонических (греч. екзо — вне, снаружи; gоп — происхождение)    окислительно-восстановительных    реакции,   ведущих    к освобождению    энергии  сложных  органических веществ и фиксированию ее в богатых энергией связях АТФ, используемых  клеткой для выполнения работы.

  При дыхании органические вещества, прежде всего сахара (глюкоза), окисляются в результате дегидрирования (потери водорода), а углекислый газ образуется при декарбоксилировании органических кислот. Углекислый газ выделяется, а водород восстанавливает коферменты. Кислород воздуха нужен для окисления восстановленных ко-Фермснтов, а не для самого дыхательного субстрата, он нужен как акцептор электронов, транспортируемых от восстановленных ко-ферментов. Углерод дыхательного субстрата не соединяется с кислородом воздуха.

  Дыхание — поставщик энергии и восстановленных коферментов для работы клетки. При окислении восстановленных коферментов в дыхательной цепи образуется АТФ. Восстановленные коферменты могут быть донорами водорода для восстановительных реакций.

  Независимо  от того, по какому пути идет расщепление углеводов, промежуточные продукты этого расщепления часто используются для синтеза других веществ, а не превращаются обязательно в углекислый газ и воду. Следовательно, дыхание одновременно является источником промежуточных веществ.

  Дыхание — центральный процесс обмена веществ, объединяющий обмен углеводов, жиров и белков. Поставляя в клетку АТФ, дыхание является регулятором процессов, идущих с затратой энергии, таких как поглощение и транспорт воды и солей, синтез и транспорт органических веществ.

  В зеленых клетках одновременно происходят дыхание и фотосинтез. Если сравнить суммарные уравнения этих двух процессов

6С0₂ + 6Н₂0 ---> С₆Н₁₂0₆ + 60₂      и С ₆Н ₁₂О ₆+ 60₂----> 6С0₂ + 6Н ₂О,

то они кажутся  противоположными.[15,с 153]

   Фотосинтез   происходит   только  днем,       дыхание — круглосуточно 
В   процессе     фотосинтеза      образуются     органические   вещества,  а    в 
процессе   дыхания   они  распадаются.  Укорочение углеродной цепи при  дыхании    происходит в    результате     декарбоксилирования вещества, а для фотосинтеза     характерна    обратная     реакция — карбоксилирование.    При фотосинтезе  АТФ образуется за счет поглощенного света (фотосинтетическое фосфорилирование),    при дыхании    за    счет энергии, освобождающейся при окислении   тех   или   иных   запасных   веществ (субстратное и окислительное фосфорилирование).    Конечные   продукты фотосинтеза, например углеводы, являются   дыхательным субстратом. Митохондриальный АТФ используетсят для  реакций,    протекающих    в   разных   частях клетки;   хлоропластный АТФ расходуется главным образом (97%) на процессы, идущие в них самих.[6, с 72]