Ақпарат

Өсімдіктер тек көмірқышқыл газын қалай қабылдайды?

Өсімдіктер тек көмірқышқыл газын қалай қабылдайды?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

1 миллион ауа молекуласында бар болғаны 400 СО2 молекуласы бар.

Қалай өсімдіктер басқа газдарды емес, тек СО2 алады?

Менің мұғалімім мұның себебі жапырақтарда СО2 концентрациясы ауаға қарағанда аз және СО2 жапырақтарда шашырап жатыр деп айтты. Бірақ жапырақ СО2 және басқа газдардың концентрациясын қалай сақтайды?


Өсімдіктер тек СО2-ны ғана қабылдамайды, олар газдардың атмосфералық концентрациясы қандай болса да қабылдайды: газдар мембраналар арқылы еркін таралады, сондықтан белгілі бір газдарды таңдау қиын.

Мұғалімнің түсіндіріп жатқаны жай ғана диффузия заңдарына негізделген, бұл диффузия нәтижесінде концентрациясы жоғары аймақтардан концентрациясы төмен аймақтарға таза ағын болады. Егер СО2 фотосинтез арқылы өсімдік жапырақтарындағы химиялық реакцияларда қолданылса, онда CO2 концентрациясы төмен, сондықтан СО2 таза диффузиясы өсімдіктің сыртынан ішкі жағына өтеді.

Оны асығыс деп атау аздап жаңылыстыруы мүмкін, бірақ жалпы газдар өте жылдам араласады (мысалы, сұйықтықтармен салыстырғанда). Зауыт мұны жеңілдету үшін газ алмасу үшін қол жетімді жер беті болуын қоспағанда, ештеңе істеудің қажеті жоқ.


Өсімдіктер тек көмірқышқыл газын қалай алады? - Биология

Бірнеше зерттеулер атмосферадағы CO 2 байыту топырақ микроорганизмдеріне айтарлықтай әсер етпейтінін көрсетті. Зак т.б. (2000), мысалы, 2,5 жыл дифференциалды өңдеуден кейін 350 және 700 ppm CO 2 мөлшерінде өсірілген көктерек көшеттерінің астындағы топырақ микробтық биомассасында айтарлықтай айырмашылықтар байқалмады. Сол сияқты, Гриффитс жағдайында т.б. (1998) және Инсам т.б. (1999), бірде-бір зерттеу тобы атмосфералық СО 2 байытуға ұшырағаннан кейін, сәйкесінше, қара шөптер мен жасанды тропикалық экожүйелердің астындағы микробтық қауымдастықтың құрылымындағы өзгерістер туралы хабарлаған жоқ.

Алайда басқа зерттеулер CO 2 жоғарылауы топырақ микроорганизмдеріне айтарлықтай әсер ететінін анықтады. Ван Гинкель мен Гориссен (1998), мысалы, үш айлық жоғары CO 2 экспозициясы (700 ppm) қара шөп өсімдіктерінің астындағы топырақ микробтық биомассасын қоршаған ортадағы CO 2 жағдайында өндірілгенге қарағанда 42%-ға арттыратынын байқады, Ван Гинкель сияқты. т.б. (2000). Сол сияқты, екі жылдық бидай-соя ауыспалы егісіне ұшыраған ауылшаруашылық алқаптарының астындағы топырақ микробтық биомассасы 15%-ға артады (Ислам). т.б., 2000) және Мэриллидің зерттеуінде т.б. (1999), атмосфералық СО 2 байыту қара шөп пен ақ беде монокультураларының астындағы ризосфералардағы бактериялардың санын айтарлықтай арттырды. Сол сияқты, Луссенхоп т.б. (1998) бес ай бойы терек ағашының регенерациялануын қолдаған топырақтағы бактериялар, қарапайымдылар және микробуынаяқтылар санының СО 2 индукцияланған артуын хабарлады. Сонымен қатар, Hungate т.б. (2000) қоршаған ортадағы екі еселенген CO 2 концентрациясы төрт жыл емдеу әсерінен кейін серпентинді және құмтас шабындықтарының астындағы белсенді саңырауқұлақтар мен жалаушалы қарапайымдылардың биомассасын айтарлықтай арттырғанын хабарлады.

Мэриллидің зерттеуіне тереңірек үңілгенде т.б. (1999) СО 2 жоғарылауы топырақ микроб популяциясының ығысуын тудырғаны анық. Бұршақ тұқымдас ақ беденің астындағы топырақта, мысалы, жоғары CO 2 ығысуға қолайлы болды. Ризобия өсімдіктердің өсуін қолдау үшін азотты бекіту арқылы азоттың қолжетімділігін арттыратын бактерия түрлері. Алайда, бұршақ тұқымдас емес қара шөптердің астындағы топырақтарда, олармен симбиотикалық байланыс орнатпайды. Ризобия түрлер, жоғары CO 2 қарай ығысу қолайлы болды Pseudomonas азотты бекітуден басқа механизмдер арқылы өсімдіктердің өсуін қолдау үшін қоректік заттарды алған түрлер. Осыған қарамастан, екі жағдайда да авторлар бактериялық популяциялардағы CO 2-индукцияланған ығысуын байқады, бұл өсімдіктердің нақты түрлері үшін қоректік заттарды алуды оңтайландыруы мүмкін.

Байланысты емес зерттеуде, Монтеалегре т.б. (2000) СО 2 жоғарылауы 120 түрлі изоляттардың арасында селективті агент ретінде әрекет ететінін хабарлады. Ризобия ақ беде өсімдіктерінің астында өседі. Атап айтқанда, қоршаған орта және жоғары CO 2 концентрациясы қолайлы бактерия штаммдарын араластырып, 600 ppm атмосфералық CO 2 концентрациясында ақ бедемен өсіргенде, бұрын жоғары CO 2 қолайлы деп анықталған изоляттарда 17% көбірек тамыр түйіндері пайда болды.

Худың қызықты зерттеуінде т.б. (2001), бес жыл бойы екі рет қоршаған ортадағы CO 2 концентрациясына ұшыраған құнарлы құмтас шабындықтары топырақтың микробтық биомассасының жоғарылауын көрсетті, сонымен бірге өсімдік азотын қабылдауды күшейтті. Бұл құбылыстардың таза әсері микробтарды пайдалану үшін азоттың қолжетімділігін төмендетті, соның салдарынан микробтардың тыныс алуы және, демек, микробтардың ыдырауы төмендеді. Демек, бұл экожүйелер таза көміртегі жинақталуының CO 2-индукцияланған артуын көрсетті. Сол сияқты, Уильямс т.б. (2000) қоршаған ортадағы екі еселенген CO 2 концентрациясының бес жыл әсерінен кейін биік шөпті далада микробтық биомасса көміртегі 4%-ға артқанын хабарлады, бұл топырақтың жалпы көміртегінің 8%-ға артуына ықпал етті.

Қорытындылай келе, жарияланған әдебиеттерден белгілі болғандай, ауадағы СО 2 мөлшері арта түскен сайын, жер өсімдіктері фотосинтетикалық жылдамдық пен биомасса өндірісінің жоғарылауымен жауап беруі мүмкін. Осы құбылыстардың салдары ретінде топыраққа көбірек органикалық көміртегі қайтарылады, онда оны микробтар олардың популяция санын, биомассасын және гетеротрофиялық белсенділігін сақтау немесе арттыру үшін пайдаланады (Вэйхонг). т.б., 2000 Арноне және Болен, 1998). Сонымен қатар, микробтық қауымдастықтың құрылымында бұршақты және бұршақ емес өсімдіктер мен олар тәуелді болатын нақты микроорганизмдер арасында қазіргі уақытта бар күрделі қарым-қатынастарды қамтамасыз ететін өзгерістер орын алуы мүмкін.

Анықтамалар
Arnone, J.A., III және Bohlen, P.J. 1998. Атмосфералық CO 2 жоғарылағанда екі вегетациялық кезеңнен кейін бұзылмаған шабындық монолиттерден N 2 O ағынын ынталандырды. Экология 116: 331-335.

Griffiths, B.S., Ritz, K., Ebblewhite, N., Paterson, E. and Killham, K., 1998. Бидай ризосферасындағы бақылаулармен көмірқышқыл газының жоғары концентрациясы жағдайында Ryegrass ризосферасының микробтық қауымдастығының құрылымы. Топырақ биологиясы және биохимиясы 30: 315-321.

Ху, С., Чапин III, Ф.С., Файрстоун, М.К., Филд, С.Б. және Чиариелло, Н.Р. 2001. СО 2 жоғарылағанда шөптесін алқапта микробтардың ыдырауының азотпен шектелуі. Табиғат 409: 88-191.

Хангейт, Б.А., Джегер III, C.H., Гамара, Г., Чапин III, Ф.С. және Field, C.B. 2000. Екі жылдық шабындықтағы топырақ микробиотасы: атмосфералық СО 2 жоғарылауына жауаптар. Экология 124: 589-598.

Insam, H., Baath, E., Berreck, M., Frostegard, A., Gerzabek, MH, Kraft, A., Schinner, F., Schweiger, P. and Tschuggnall, G. 1999. Топырақ микробиотасының жауаптары жасанды тропикалық экожүйеде жоғары CO 2. Микробиологиялық әдістер журналы 36: 45-54.

Ислам, K.R., Mulchi, C.L. және Али, А.А. 2000. Тропосфералық CO 2 және O 3 байытуларының өзара әрекеттесуі және микробтық биомассадағы ылғалдың өзгеруі және топырақтағы тыныс алу. Жаһандық өзгерістер биологиясы 6: 255-265.

Луссенхоп, Дж., Треонис, А., Кертис, П.С., Теери, Дж.А. және Vogel, C.S. 1998. Топырақ биотасының терек модельдік жүйелеріндегі жоғары атмосфералық СО 2 реакциясы. Экология 113: 247-251.

Мэрилли, Л., Хартвиг, АҚШ және Aragno, M. 1999. Атмосфералық CO 2 мөлшерінің жоғарылауының топырақ пен ризосферадағы бактериялық қауымдастықтарға әсері. Лолиум перенна және Трифолий репенс дала жағдайында. Микробтық экология 38: 39-49.

Монтеалегри, С.М., Ван Кессель, С., Блументаль, Дж.М., Хур, Х.Г., Хартвиг, У.А. және Садовски, M.J. 2000. Атмосфералық СО 2 жоғарылауы жайылымдық экожүйедегі микробтар популяциясының құрылымын өзгертеді. Жаһандық өзгерістер биологиясы 6: 475-482.

Ван Гинкель, Дж.Х. және Гориссен, А. 1998. Атмосфералық көмірқышқыл газының жоғарылауынан зардап шеккен шөп тамырларының in situ ыдырауы. Американың топырақтану қоғамы журналы 62: 951-958.

Ван Гинкель, Дж.Х., Гориссен, А. және Полчи, Д. 2000. Атмосфералық көмірқышқыл газының жоғары концентрациясы: көміртегінің түсуінің жоғарылауының әсері Лолиум перенна микроорганизмдер мен ыдыраудағы топырақ. Топырақ биологиясы және биохимиясы 32: 449-456.

Weihong, L., Fusuo, Z. and Kezhi, B. 2000. Өсімдік ризосферасының атмосфералық СО 2 байытуға жауаптары. Қытай ғылыми бюллетень 45: 97-101.


3: Фотосинтез

  • Алексей Шипунов қосқан
  • Минот мемлекеттік университетінің доценті (биология).
  • 3.1: Фотосинтездің ашылуы Фотосинтез бойынша жүргізілген зерттеулердің тарихы Ян Баптист ван Хельмонтпен 17 ғасырдан басталады. Ол өсімдіктер биомассасының көп бөлігін топырақтан алады деген ежелгі идеяны жоққа шығарды.
  • 3.2: Жарық кезеңі Жарық кезеңінің қатысушыларына фотожүйелер (&ldquochlorophyll&rdquo), жарық, су, ATPase, протондар және сутегі тасымалдаушысы (NADP+) кіреді. Жарық кезеңінің негізгі идеясы - жасушаға көмірқышқыл газын қантқа (кейінірек) жинау үшін ATP қажет. ATP жасау үшін жасушаға электр тогы қажет: протондық сорғы. Бұл токты жасау үшін жасушаға хлоропласттың тилакоид (көпіршік немесе мембраналық қалта) және матрицалық (строма) бөлімдері арасындағы электр зарядының айырмашылығы (потенциалдардың айырмашылығы) қажет.
  • 3.3: Ферментативті кезең Ферментативті кезең көптеген қатысушылардан тұрады. Оларға көмірқышқыл газы, сутегі бар сутегі тасымалдаушысы (NADPH), АТФ, рибулоза бифосфаты (RuBP немесе C 5) және кейбір басқа ферменттермен бірге Рубиско жатады. Барлығы хлоропласттың матрицасында (стромасында) болады.
  • 3.4: C₄ Pathway Rubisco – өте маңызды фермент, өйткені ол көмірқышқыл газын ассимиляциялауды бастайды. Өкінішке орай, Рубиско &ldquotекі жүзді&rdquo, өйткені ол фототыныс алуды да катализдейді. Фототыныс алу өсімдіктердің көмірқышқыл газының орнына оттегін алуын білдіреді. Рубиско оттегінің жоғары концентрациясы болған жағдайда фототыныс алуды катализдейді (бұл әдетте қарқынды жарық кезеңінің нәтижесі).
  • 3.5: Нағыз тыныс алу Өсімдіктер туралы кең тараған қате түсінік олардың энергиямен байланысты жалғыз метаболизм процесі фотосинтез болып табылады. Дегенмен, көптеген эукариоттар сияқты, өсімдіктерде жасушаларда митохондриялар бар және энергия алу үшін аэробты (оттегімен байланысты) тыныс алуды пайдаланады. Әдетте өсімдіктер тыныс алуда фотосинтезге қарағанда оттегін әлдеқайда аз жұмсайды. Алайда түнде өсімдіктер жануарлар сияқты әрекет етеді және тек көмірқышқыл газын жасайды!

Нобай: ​​Көрінетін хлоропласттары бар өсімдік жасушалары (мүктен, Plagiomnium аффинінен). Рұқсатпен пайдаланылған кескін (CC BY SA 3.0 Unported Kristian Peters).


Ғалымдар СО2-ны өсімдіктерге қарағанда тезірек сіңірудің синтетикалық әдісін ойлап тапты.

Жердегі қауіпті жоғары көмірқышқыл газының (СО2) деңгейін шешуге келетін әдеттегі логика бірінші кезекте ауаға аз СО2 айдайтынымызға көз жеткізу жолдарын анықтау болып табылады.

Бірақ өсімдік әлемі сонымен бірге адамзаттың көміртегі ізін азайтуға көмектеседі, фотосинтез кезінде өзі үшін отын өндіру үшін көміртегі шығарындыларының шамамен 25 пайызын сорып алады. Жалғыз мәселе, мұны істеуге арналған табиғат жүйесі өте баяу және тиімсіз, бірақ оны күшейту мүмкін болса ше?

Бұл СО2-ны органикалық қосылыстарға қосу үшін синтетикалық жүйені әзірлеген неміс зерттеушілерінің жаңа зерттеуінің астарында осындай ой жатыр - көміртегі фиксациясы деп аталады - бұл табиғат әдісінен тезірек және энергияны үнемдейді.

Кальвин циклі деп аталатын фотосинтездің екінші сатысы кезінде өсімдіктер көміртекті сіңіргенде, RuBisCO деп аталатын фермент өсімдіктер энергия көзі ретінде пайдаланатын СО2-ні глюкозаға айналдыратын реакцияны катализдеуге көмектеседі.

Макс Планк жердегі микробиология институтының жетекші зерттеушісі Тобиас Эрбтің айтуынша, бұл жүйенің кемшілігі RuBisCO-ның өзі тез емес, бұл бүкіл процесті сақтайды.

«RuBisCO баяу», - деді ол Уильям Херкевицке Танымал механика, бұл қатеге бейім екенін қосады.

«[Мен] жиі кері әсер етеді, яғни әрбір бесінші әрекет RuBisCO СО2-ны оттегі газымен араластырады», - деп түсіндіреді ол көміртектің сіңуін одан әрі баяулатады.

Жақсырақ жасанды жүйені құрастыра алатынын білу үшін Эрб командасы өмірдің барлық салаларындағы 40 000-ға жуық белгілі ферменттерден тұратын кітапхананы сүзді.

«Кейбір ферменттер адам ағзасында және ішек бактерияларында кездеседі», - дейді ол, ал басқалары «мұхиттарда және өсімдіктердің бетінде өмір сүретін өсімдіктер мен микробтардан» алынған.

Осы ауқымды каталогтан зерттеушілер 9 түрлі организмнен 17 түрлі ферментті анықтап, оларды Кальвин циклін тиімді қайта жасайтын, бірақ жоғары нәтиже беретін 11 қадамдық жаңа жүйеге айналдырды.

ECR деп аталатын топқа жататын бұл ферменттер терезедегі бұтадан әлдеқайда тиімдірек органикалық көміртекті ұстау жүйесінің жаңа түріне жол ашуы мүмкін.

«ECR - бұл фотосинтезге қатысатын ауыр салмақты көтеруді жүзеге асыратын табиғаттағы ең кең таралған СО2 бекітетін фермент RuBisCo-ға қарағанда 20 есе жылдамырақ жылдамдықпен СО2-ні бекітуге қабілетті суперзарядталған ферменттер», - деді Эрб пресс-релизінде. .

Процесс әзірге тек пробиркада сынақтан өткенін ескере отырып, жүйенің нақты әлемде атмосфералық көміртекті алуда қаншалықты жылдамырақ болатынын айту әлі ерте.

Эрб бұл өсімдіктерге қарағанда екі-үш есе жылдам болуы мүмкін деп есептейді, бірақ одан әрі зерттеулер жүргізілгенге дейін мұның бәрі болжам екенін мойындайды.

«Осы уақытқа дейін біздің жасанды CO2-фиксация циклі принциптің дәлелі болып табылады», - деді ол ResearchGate-те Мартен Риккенге. «Мұндай «жаңа метаболикалық жүректі» балдырлар немесе өсімдіктер сияқты тірі ағзаларға трансплантациялау тағы бір үлкен мәселе болып табылады».

Бірақ егер ғалымдар осы синтетикалық көміртекті бекіту циклін тірі өсімдіктерге немесе CO2 сіңіретін ағзаның басқа түріне қалай енгізу керектігін анықтай алса, бұл бір күні атмосферамыздан жылу ұстайтын молекулаларды жоюға үлкен көмек болуы мүмкін - және бұл тек жақсы нәрсе болсын.

Ева Боткин-Ковацкиге зерттеуге қатыспаған Урбана-Шампейндегі Иллинойс университетінің өсімдік биологы Лиза Эйнсворт: «Бұл жүйелік биология үшін қызықты нәтиже, СО2 бекітудің жаңа теориялық жолдарын шынымен жүзеге асыруға болатындығын көрсетеді», - деді. сағ The Christian Science Monitor.

«Бұл жолды немесе басқа жаңа жолды өсімдіктерге айналдыруға бола ма, жоқ па, бұл ашық сұрақ, бірақ бұл зерттеу, әрине, мүмкіндікті арттырады».

Зерттеу туралы толығырақ төмендегі бейнеден біле аласыз:


Осы сұраққа жауап беріңіз

Ғылыми көмек (бар болғаны 4 сұрақ)

1. Төмендегілердің қайсысы қоршаған орта қысымының мысалы болып табылады? (1 ұпай) атмосферадағы ауа қысымы бірте-бірте суы таусылатын көл Бір түрдің екі өкілінің арасындағы күрес.

Ғылым

Рас немесе жалған 1) Барлық тірі заттар тамақ үшін басқа тірі заттарды жеуі керек. 2) Өсімдіктер өз қорегін өзі жасай алады. 3) Өсімдіктерге оттегі қажет емес, тек көмірқышқыл газы қажет. 4) Жануарлар өсімдіктерді немесе өсімдіктерді жейтін басқа жануарларды жейді. 5) Көп өмір сүреді

Ғылым

Қай көміртек қоймасында тұру уақыты ең ұзақ? өсімдік биомассасы мұхиттар қазба кен орындары*** топырақ Өсімдіктер энергия алу үшін не пайдаланады? жеңіл глюкоза*** фруктоза суы моллюска және устрица сияқты жануарлар қабықтарын

Ғылым

Парниктік әсердің негізгі себебі неде? атмосферадағы көмірқышқыл газы атмосферадағы көмір зауыттарының күйелері судағы көмірқышқыл газы судағы көмір зауыттарының күйесі

Ғылым

3. Барлық өндірушілер жойылса, көміртегі айналымына қалай әсер етер еді? (1 ұпай) Жануарлардағы көміртегі қосылыстары көмірқышқыл газын атмосфераға қайтару үшін ыдырамайды. Көміртектің ішке кіру жолы болмас еді

Жетілдірілген алгебра

Өсімдіктің бір түрі экожүйеге еніп, тез қабылдай бастайды. Ғалым m айдан кейін өсімдіктердің санын есептеп, жағдайды модельдеу үшін mc010-1.jpg теңдеуін жасайды. Жақында ғалым

Ғылым

Мұхит атмосферамен әрекеттесу нәтижесінде көміртекті сақтайды, сондықтан мұхит көміртегі айналымы үшін (а) _________ қызмет етеді. көміртегі ағыны көміртегі диоксиді көміртегі көзі көміртек сіңіргіш*** Бактериялар көміртегі айналымына көміртекті қосады

Ғылым

Көрші аулаларға екі бірдей гүлді өсімдік отырғызылған. бір өсімдік ұзын және сау болып өсіп, көптеген қызғылт гүлдер береді. екіншісі кішкентай, жапырақтары қоңыр, ешқашан гүлдемейді. арасындағы айырмашылық қандай болуы мүмкін

Ғылым

1. Өсімдіктер фотосинтез кезінде көміртекті қалай өңдейді?(1 ұпай) Көміртегі газының құрамындағы көміртек глюкоза ретінде қайта өңделеді.**** Глюкозадағы көміртек көміртегі газы ретінде қайта өңделеді. Көмірқышқыл газындағы көміртек глюкоза ретінде қайта өңделеді. Көміртек

Химия

Көміртектің көмірқышқыл газына жану энтальпиясы -394 кДж теңдеу бойынша: С (с) + O2 (г) --> СО2 (г) 24,0 г көміртегі жанған кезде қанша кДж жылу бөлінеді? оттегінің артық болуы

Ғылым, биология

1. Өсімдіктердің басқа өсімдіктер түріне (генетика, қоршаған орта) емес, бұршақ өсімдіктеріне (немесе тәжірибеңіз үшін пайдаланған басқа да тез өсетін өсімдіктерге) айналуын анықтайтын негізгі фактор(лар) қандай? , әлде екеуі де)?

ҒЫЛЫМ

1. Төмендегілердің қайсысы қоршаған орта қысымының мысалы болып табылады? (1 ұпай) атмосферадағы ауа қысымы бірте-бірте суы таусылатын көл Бір түрдің екі өкілінің арасындағы күрес.


Өсімдіктер тек көмірқышқыл газын қалай қабылдайды? - Биология

БОТАНИКА LS1203 - ӨСІМДІК БИОЛОГИЯСЫ

Фотосинтез және (аэробты) тыныс алу (pdf нұсқасы)

Бұл екі процесте көптеген ортақ нәрсе бар.
1. бактериялардан шыққан органеллаларда кездеседі (эндосимбионт теориясы): хлоропластар мен митохондриялар
2. Бұл процестер жүретін органеллалар процестер үшін маңызды күрделі ішкі мембраналық жүйелерге ие.
3. Бұл процестер энергияны түрлендіру реакцияларын жүзеге асыру үшін жасушалардағы бар молекулаларға сүйенеді: электрон ұстаушылар (NAD + , NADP + ), ADP және ATP, әртүрлі қанттар және т.б.
4. Фотосинтез және тыныс алу негізінен бір-біріне кері. Фотосинтез СО 2-ден басталады және оны қантқа дейін төмендетеді қалпына келтіру үшін жарықтан алынатын энергия қажет. Тыныс алу қанттан басталады және оны СО 2-ге дейін тотықтырады, тотығу ATP түрінде жиналған энергияны шығарады.

------ жарықтан түсетін энергия ----->
6 CO 2 + 12 H 2 O ----------------------------------------- C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 6 H 2 O
<---- АТФ ретіндегі энергия шығысы -------

Фотосинтез хлоропласт оқиғасы ретінде

Хлоропласттардың ішінде қабықшалы қапшықтар орналасқан. Әрбір қап - тилакоид. Фотожүйелер тилакоидты мембраналарда орналасқан. Тилакоидты мембрананың ішіндегі су бөлімі люмен деп аталады. Тилакоидтан тыс, бірақ бәрібір хлоропласт ішінде орналасқан су аймағы строма болып табылады.

Фотосинтез электронды тасымалдаушы молекулалармен (NADP + /NADPH) және ADP/ATP арқылы байланысқан екі реакциялар жиынтығында жүреді. Екі реакция бірнеше атаумен жүреді. Мен жеңіл реакциялар мен Кальвин циклін ұстанатын боламын. (Жарық реакциялары үшін сіз естіген баламалы атаулар: фотохимиялық реакциялар, жарыққа тәуелді реакциялар. Кальвин циклі үшін естіген балама атаулар: биохимиялық реакциялар, C3 циклі, көміртекті қалпына келтіру циклі және көміртекті бекіту. Екі өте жаңылыстыру бар. булануы керек Кальвин циклі үшін өзгермелі атаулар: жарыққа тәуелсіз реакциялар және қараңғы реакциялар. Кальвин циклінің кем дегенде бес ферменті, соның ішінде бүкіл қозғалысты бастайтын маңыздысы, жарықпен белсендірілген.)

1. Жарық реакциялары
Жарықты фотожүйелер жинайды. Екі бар: PSII және PSI. Әрқайсысы 2 chl a және қосымша пигменттердің антенна кешені және одан да көп chl a бар реакция орталығынан тұрады. (қосалқы пигменттер: chl b, каротиноидтар [каротиндер және ксантофилдер]) Фотожүйелер бір-бірімен электронды тасымалдаушы молекулалар тізбегі арқылы байланысқан. Фотожүйелер + электронды тасымалдаушылар = Z-схемасы. Z-схемасы тилакоидты мембранада орналасқан.

Жарық энергиясы PSII-дегі chl a молекулаларының реакция орталығының бірінде электронды қоздыру үшін жұмсалады. Қозған электрон PSII-ден шығып, электрон тасымалдаушылар арқылы PSI-ге барады. PSI кезінде электрон PSI реакция орталығында тоқтайды. Электрон көбірек жарық энергиясымен қозып, PSI-ден шығып, NADP + -ге барады. Екі электрон NADP + -ге жеткенде, ол NADPH-қа дейін төмендейді. NADP + /NADPH стромада орналасқан.

PSII кетіп бара жатқан электрондарды қалай ауыстырады? Фотолиз деп аталатын процесте суды бөлу арқылы:
2 H 2 O ---------> O 2 + 4 H + + 4 e -

Фотолиз тилакоидты мембрананың люмен жағында жүреді. Судан бөлінетін протондар (H+) тілакоидты мембрана арқылы шағын люмендік кеңістікте ұсталады. Электрондар PSII-ден PSI-ге ауысқанда, стромадан люменге көбірек протондар (H + ) жылжиды. Ақыр соңында, сіз люмен мен строма арасында өте үлкен H + градиентін аласыз. Хлоропластарға градиенттің энергиясын ATP ретінде жинауға мүмкіндік беретін фермент бар. АТФ стромада болады.

2. Кальвин циклі
Кальвин циклінің үш фазасы бар: карбоксилдену, қалпына келтіру және регенерация

A. Карбоксилдену
Көмірқышқыл газы және RuBP (C5 қант) екі PGA молекуласын (C3 қышқылы) алу үшін біріктіріледі.
Бұл реакцияны катализдейтін фермент қысқартылған рубиско деп аталады.

B. Қысқарту
Бұл фазада АТФ-ның 2/3 бөлігі және жарық реакциялары кезінде түзілетін барлық NADPH қолданылады.
Әрбір PGA молекуласы PGald (C3 қант) дейін тотықсызданады.

C. Регенерация
Бұл фаза PGald молекулаларының шоғырын RuBP молекулаларының шоғырына айналдыру үшін АТФ-ның соңғысын пайдаланады, осылайша көбірек көмірқышқыл газын әкелуге болады.

D. Қысқартулардың нені білдіретінін білгісі келетін адамдар үшін:
рубиско = RuBP карбоксилаза және оксигеназа
RuBP = рибулоза-1,5-бисфосфат
PGA = 3-фосфоглицерин қышқылы
PGald = 3-фосфоглицеральдегид (глицеральдегид-3-фосфат ретінде де белгілі)
ATP = аденозинтрифосфаты
ADP = аденозин дифосфаты
NADP + /NADPH = никотинамид адениндинуклеотид фосфаты (тотықтырылған/тотықсызданған)

Сізде PGald көп болғаннан кейін оны глюкоза, фруктоза, сахароза және крахмал алу үшін пайдалануға болады.
(Тыныс алу реакциялары қанттардың жинақталған калорияларын қолдануға болатын энергияға өзгерту құралын қамтамасыз етумен қатар, жасуша көмірсулардан көміртекті әртүрлі молекулаларға: аминқышқылдарына, нуклеотидтерге, пигменттерге, гормондарға және т.б. түрлендіру процесін бастауға мүмкіндік береді.)

Фотосинтез жапырақ оқиғасы ретінде

Фотосинтезді хлоропласт оқиғасы ретінде қарастырудан басқа, оның жапырақ оқиғасы екенін есте сақтау керек.

Жапырақтың ішінде үш ұлпа бар (клеткалардың функционалды топтамалары):
1. эпидермис
устьица деп аталатын газ алмасуға арналған тесіктер (қорғау жасушалары тесіктерді ашып, жабады)
кутикула деп аталатын балауыз қабатымен жабылған
2. тамырлы ұлпа
ксилема + флоэма тамыр шоғырында (тамыр) бірге
3. мезофилл (жер ұлпасы)
тығыз орналасқан жасушалар қабаты = палисадты мезофилл
көп ауа кеңістігі бар борпылдақ жасуша қабаты = губка тәрізді мезофилл

Көптеген өсімдіктер күндіз (жарық) устьицаларын ашады, сондықтан СО 2 фотосинтез үшін жапыраққа түседі. Кемшілігі: устьица ашық болған кезде су буланып кетеді. Температура ең жоғары болған кезде булану ең жылдам болады, бұл күндіз де болады. Фотосинтез жүрмей тұрғанда устьица түнде жабылады (СО 2 жіберудің қажеті жоқ).

Кейбір өсімдіктерде CO2 жинау және сақтау үшін түнде устьицаларын ашуға мүмкіндік беретін жүйе бар. Күндіз олар суды сақтау үшін устьицаларын жаба алады, бірақ бәрібір фотосинтез жасайды. Бұл өсімдіктер CAM өсімдіктері ретінде белгілі. CAM == Крассула қышқылының алмасуы. CAM алғаш рет Crassulaceae тұқымдасының мүшелерінде табылды. Содан бері CAM көптеген ангиоспермдік тұқымдастарда (монокотты да, екі жарнақты да), тұқымсыз тамырлы өсімдіктен және гимноспермнен табылды.

CAM өсімдіктері құрғақ мекендейтін жерлерде өседі: шөлдерде, альпі аймақтарында, эпифиттер түрінде. CAM өсімдіктерінде кем дегенде біраз шырындылық бар (суды сақтайды). Ақшадан екі CAM өсімдіктері маңызды: ананас және орхидеялар.

PEP = фосфоэнолпируват, С3 қышқылы.
CO 2 PEP-ге PEP карбоксилаза ферменті арқылы қосылуы мүмкін.

Түнде устьицалар ашық болады. Крахмал ПЭП алу үшін ыдырайды. PEP СО 2-мен қосылып, С4 қышқылын түзеді. Бұл С4 қышқылы вакуольде сақталады. Күндіз стоматалар жабылады. С4 қышқылы CO2 және C3 қышқылын шығару үшін ыдырайды. С3 қышқылы қайтадан крахмалға айналады. CO 2 Кальвин цикліне енеді.

CAM пайда болады деп болжануда

10% өсімдік түрлері. C3 фотосинтезі (мұнда жалғыз көміртегі реакциялары Кальвин циклі болып табылады) жүреді

түрлердің 89%. Қалғаны

1% С4 фотосинтезін жасайды. C4 фотосинтездің бір бөлігін ғана құраса да, ол көп зерттеуді тартады, себебі (1) бұл фотосинтездің жоғары тиімді түрі және (2) жүгері, қант қамысы, құмай, құмай сияқты негізгі дақылдардың жоғары өнімділігін қамтамасыз етеді. және тары.

рубиско = RuBP карбоксилаза және оксигеназа

Оксигеназа реакциясы нәтижесінде жоғалған СО 2 фототыныс алу деп аталады. Бұл жоғары температура, жоғары жарық қарқындылығы және судың аздығы жағдайында мәселе. Мұндай жағдайларда C3 зауыты фототыныс алу арқылы көміртегінің 50% жоғалтуы мүмкін.

Фототыныс алуды қалай азайтуға болады? Рубисконы O 2-ден алыс ұстаңыз. Кейбір өсімдіктер мұны С4 фотосинтезіне қатысу арқылы жасайды.

C4 өсімдіктерінде жапырақтың ерекше анатомиясы бар. Тамырлар шоғырларының айналасында жасушалардың көрнекті сақинасы бар = бума қабығы. Мезофилл жасушалары бума қабықшасының жасушаларына тығыз жабылған сақина құрайды. Кранц анатомиясы.

Мезофилл жасушасында CO 2 және PEP қосылып С4 қышқылын түзеді. С4 қышқылы бума қабықшасына жіберіледі. Бума қабықшасының жасушасында СО 2 С4 қышқылынан бөлініп, Кальвин цикліне енеді. Қалған C3 қышқылы мезофилл жасушасына қайта оралып, қайтадан PEP-ге айналады және көбірек CO 2 тасымалдауға дайын. (Рубиско тек бума қаптамасының ұяшықтарында орналасқан.) Осылайша, CO 2 трансфер жүйесі СО 2-ні рубискоға жеткізеді, жапырақ анатомиясы O 2-ні байлам қабықтарынан алшақ ұстайды. Нәтиже ==> фототыныс алу жоқ.

C4 кемшілігі: CO 2 шаттл тегін жүру емес. Ол CO 2 үшін қажет стандартты 3 ATP (Кальвин циклі үшін) 2 ATP қосады. Сондықтан C4 фототыныс алу жиі кездесетін ортадағы өсімдіктер үшін тиімді.

Айтпақшы, С3 өсімдіктеріне бидай, күріш, ромашка, петуния, раушан, жеміс ағаштары, қылқан жапырақты өсімдіктер жатады.

Фотосинтез тұтас өсімдік оқиғасы ретінде

Фотосинтез туралы есте ұстайтын соңғы нәрсе - бұл тұтас өсімдік оқиғасы. Тамырлар топырақтан қажетті элементтерді қабылдауы керек. Өсімдіктерге қажетті көптеген элементтер фотосинтезде белгілі бір рөл атқарады: күкірт, магний, темір, марганец, хлор, азот, мыс, фосфор. Калий СО 2 енгізу үшін устьицаларды ашу үшін қажет. Устьицаларды ашық ұстау үшін тамырлардан келетін жеткілікті сумен қамтамасыз ету қажет. Су стресс жағдайында, мысалы, шілденің түстен кейін пайда болуы мүмкін, устьица жабылады (кем дегенде ішінара болса да).

Фотосинтез және тыныс алу
Фотосинтез мен тыныс алудың қандай ортақтығы бар? Қандай жолмен олар бір-біріне кері болып табылады?

Фотосинтез
Хлоропласттың құрылысын сипаттай білу: тилакоид (тилакоидты мембрана+люмен), строма. Тилакоидта фотосинтетикалық реакциялардың қандай жиынтығы жүреді? Стромада қайсысы?

Жарық реакциялары мен Кальвин циклінің реакциялары қалай байланысты? ==> NADP + /NADPH, ATP/ADP

жеңіл реакциялар:
фотожүйелер, Z-схема, электрон тасымалдаушы молекулалар, фотолиз, H + градиент, АТФ синтезі

Кальвин циклі
Кальвин циклінің үш фазасы: карбоксилдену, қалпына келтіру және регенерация
рубиско
Көміртекті қалпына келтіру процесі нәтижесінде түзілетін қант дегеніміз не? Өсімдік қантты көп жинағаннан кейін оның тағдыры қандай болуы мүмкін?

Фотосинтезді хлоропласт оқиғасы ретінде қарастырудан басқа, оның жапырақ оқиғасы екенін де есте сақтау керек.
Жапырақтың ішінде үш ұлпа (клеткалардың функционалдық жинақтары) бар: эпидермис, тамырлы ұлпа, мезофилл (жер ұлпасы)

CAM өсімдіктері дегеніміз не? Егер олардың устьицалары суды сақтау үшін күндіз жабық болса, олар фотосинтезді қалай жүргізеді? CAM өсімдіктерін қандай мекендеу орындарында кездестіресіз?

CAM пайда болады деп болжануда

10% өсімдік түрлері. C3 фотосинтезі (мұнда жалғыз көміртегі реакциялары Кальвин циклі болып табылады) жүреді

түрлердің 89%. Қалғаны

1% С4 фотосинтезін жасайды. Неліктен C4 өсімдіктері көп назар аударады? Фототыныс алу дегеніміз не? Рубиско дегеніміз не? Фотосинтезге қалай қатысады? Фототыныс алуға қалай қатысады?

C4 өсімдіктерінің Кранц анатомиясы бар. Кранц анатомиясы С4 фотосинтезімен қалай байланысты?

C3 өсімдіктеріне, C4 өсімдіктеріне және CAM өсімдіктеріне кемінде екі мысал келтіре алу.


Қорытынды:

  • Барлық тірі организмдерге тіршілік ету үшін ауа қажет. Ауа көрінбейді, бірақ қозғалғанда сезіледі.
  • Ауа бірнеше газдардың қоспасы.
  • Оттегі тыныс алу үшін қажет. Көмірқышқыл газы тыныс алудан кейін жанама өнім ретінде бөлінеді.
  • Жәндіктер ауаны денелеріндегі спиральдар деп аталатын кішкентай тесіктердің көмегімен қабылдайды, жауын құрттары шырыш деп аталатын заттың көмегімен ылғалды ұстайтын тері арқылы тыныс алады.
  • Киттер мен дельфиндер, сүтқоректілер сияқты кейбір су жануарлары өкпенің көмегімен тыныс алады.
  • Бақа тәрізді қосмекенділер құрлықта болған кезде өкпенің көмегімен тыныс алады. Суда бұл жануарлар ылғалды терісінің көмегімен тыныс алады.
  • Құстар үнемі ашық тұратын өкпе және ауа қапшықтары арқылы тыныс алады.
  • Атмосфераның ластануының бірнеше себептері бар: отын, көмір, мұнай сияқты отындарды шамадан тыс жағу, газ шығаратын машиналар, түтін шығаратын көліктер және өнеркәсіп орындары бөлетін зиянды газдардың бірнеше түрі.

АҚШ-тағы жалғыз көміртекті көмір зауыты жабылды

Өткен жылдың басында Трамп әкімшілігінің Энергетика министрлігі ерекше туған күнін атап өтті. «Үшінші жұмыс мерейтойың құтты болсын, Петра Нова!» деп хабарлады агенттік пресс-релизінде. Шығарылым Техастағы көмірмен жұмыс істейтін электр станциясымен мақтанады, ол мүмкін еместей көрінді: ол көмірқышқыл газын үш жыл бойы зауыт шығарындыларынан сәтті алып тастап, оларды қауіпсіз сақтады.

Мереке ерте болды - Петра Нова жабылғанға дейін төртінші туған күніне әрең жетті. Өткен аптада жобаға иелік ететін NRG Energy оның белгісіз мерзімге жабылатынын мәлімдеді, бұл АҚШ-тағы көміртекті ұстау және сақтау технологиясына қатысты соңғы іркілістердің бірі болуы мүмкін.

Қағазда көміртекті ұстау және сақтау немесе CCS біздің барлық мәселелеріміздің шешімі сияқты көрінеді. Егер біз қазбалы отынды жағу кезінде бөлінетін көмірқышқыл газын сорып, оны басқа жерге қоя алсақ, біз энергия өндірудің ескі әдістерінен бас тартпай, жылынуды қысқарта аламыз. Дегенмен, іс жүзінде нәтижелер келешегі жоқ және апатты климаттық өзгерістердің алдын алу үшін қажетті деңгейге жақындай алмады.

Биылғы жылы ірі мұнайға не болатыны келесі онжылдықты анықтайды

Бұл онжылдық мұнай мен газдың құлдырауын бастауы керек. 1,5 градус Цельсийден жоғары жылынуды болдырмау үшін

Ондаған жылдар бойы жүргізілген зерттеулер CCS-ті техникалық тұрғыдан мүмкін етті, бірақ бұл өте күрделі және өте қымбат. Петра Нова АҚШ-тағы жалғыз операциялық CCS жобасы және оның нақты технологиясын пайдаланатын әлемдегі ең ірі жоба болды. Басқа жобалар АҚШ-та іске қосылуға әрекеттенгенімен, кейбір маңызды сәтсіздіктер болды, оның ішінде Миссисипидегі бір зауыттың құны 200 пайыздан 7,5 миллиард долларға дейін көтеріліп, ешқашан желіге шықпады. Осыған қарамастан қазба отын өнеркәсібі көміртекті алуды жалғастыруда. Just this week, ExxonMobil said that it was investing $3 billion over the next 5 years on projects to lower emissions, including 20 carbon capture projects around the world.

Petra Nova looked at first to be a bright point for CCS before flaming out last week.

“What NRG always touted was that they were on time and on budget,” Daniel Cohan, a professor of environmental engineering at Rice University, said. “The Trump administration flew in journalists from across Europe to show Petra Nova as an example of clean coal technology. It became the poster child of what carbon capture could do.”

But creating technology to remove emissions from burning coal didn’t come without a cost: In purporting to solve some fossil fuel problems, the project actually made some new ones. The CCS technology at Petra Nova required so much energy that NRG made an entirely separate natural gas power plant —the emissions of which were not offset by the Petra Nova technology—just to power the scrubber.

The presence of CCS technology, Cohan noted, also didn’t mean that the rest of the plant was totally clean. While CCS technology can help cut down on other pollutants like sulfur and nitrogen, the Petra Nova technology only affected one of four coal units at NRG’s power plant. Those units were built in the 1980s and have minimal pollution controls, Cohan said, making the power plant “one of the deadliest plants in Texas” in terms of asthma impacts on surrounding communities .

And ironically, the carbon dioxide pulled from the plant’s emissions was actually used to make more fossil fuels. Part of NRG’s deal with the federal government for running Petra Nova was gaining permission to transport the carbon dioxide scrubbed from burning coal to a separate oil field , where it was injected underground to help release more oil.

In a twist of fate, this oil was what ultimately killed Petra Nova. After the crash in oil prices at the start of the pandemic last spring, NRG took the CCS project offline , stating that the price of the oil it could get with the extracted carbon dioxide wasn’t worth the cost of actually doing the extracting. Prices have stayed low even as the economy recovered somewhat. Oil companies large and small have struggled to deal with the fallout from the pandemic, and the writing seemed to be on the wall before NRG’s official announcement last week: It was simply too expensive to keep Petra Nova running.

Despite repeated technical problems and suspicions that NRG overestimated the amount of carbon dioxide the project actually pulled from burning coal, Petra Nova ultimately proved that you мүмкін get a CCS project of that size up and running. Cohan said Petra Nova’s legacy could be important for certain industries where use of fossil fuels is unavoidable, or give some hope for big new coal plants with long lifespans being built overseas while also helping to mitigate the health impacts of those plants.

But just because something can be done doesn’t mean it should be done. Petra Nova was designed in 2014, when renewable energy cost a lot more in the U.S. than it does now. The plunging price of renewables over the past few years, Cohan said, means that using fossil fuels to power the grid makes increasingly less sense economically.

“Right now, the cheapest way to make electricity is solar and wind,” Cohan says. “It no longer makes sense to keep an old coal plant around to capture its carbon when you could far more affordably replace it with cleaner sources.”


Фитохром жүйесі және қызыл/қиыр қызыл реакция

The phytochromes are a family of chromoproteins with a linear tetrapyrrole chromophore, similar to the ringed tetrapyrrole light-absorbing head group of chlorophyll. Phytochromes have two photo-interconvertible forms: Pr және Пfr. Пr absorbs red light (

667 nm) and is immediately converted to Pfr. Пfr absorbs far-red light (

730 nm) and is quickly converted back to Pr. The minute difference between light defined as red or far-red is very important in this reaction. Қызыл немесе алыс қызыл жарықтың жұтылуы хромофордың пішінін жаппай өзгертеді, ол байланысатын фитохром ақуызының конформациясы мен белсенділігін өзгертеді. Пfr is the physiologically active form of the protein therefore, exposure to red light yields physiological activity. Алыс қызыл жарықтың әсері фитохром белсенділігін тежейді. Together, the two forms represent the phytochrome system (Figure 1).

Figure 1. The biologically inactive form of phytochrome (Pr) is converted to the biologically active form Pfr under illumination with red light. Far-red light and darkness convert the molecule back to the inactive form.

Фитохром жүйесі биологиялық жарық қосқышы ретінде әрекет етеді. Ол қоршаған ортадағы жарықтың деңгейін, қарқындылығын, ұзақтығын және түсін бақылайды. The effect of red light is reversible by immediately shining far-red light on the sample, which converts the chromoprotein to the inactive Pr пішін. Additionally, Pfr can slowly revert to Pr in the dark, or break down over time. Барлық жағдайларда қызыл жарықтан туындаған физиологиялық жауап кері болады. The active form of phytochrome (Pfr) can directly activate other molecules in the cytoplasm, or it can be trafficked to the nucleus, where it directly activates or represses specific gene expression.

Фитохром жүйесі дамығаннан кейін өсімдіктер оны әртүрлі қажеттіліктерді қанағаттандыруға бейімдеді. Сүзгісіз, толық күн сәулесі алыс қызылға қарағанда қызыл жарықтан әлдеқайда көп. Хлорофилл көрінетін спектрдің қызыл аймағында күшті сіңіретіндіктен, бірақ алыс қызыл аймақта емес, орман түбіндегі басқа өсімдіктің көлеңкесіндегі кез келген өсімдік қызыл түссіз, алыс қызылмен байытылған жарыққа ұшырайды. The preponderance of far-red light converts phytochrome in the shaded leaves to the Pr (inactive) form, slowing growth. The nearest non-shaded (or even less-shaded) areas on the forest floor have more red light leaves exposed to these areas sense the red light, which activates the Pfr form and induces growth. Қысқасы, өсімдік өсінділері көлеңкеден алшақ, жарыққа қарай өсу үшін фитохром жүйесін пайдаланады. Тығыз өсімдіктер қауымдастығында жарық үшін бәсеке өте қатал болғандықтан, фитохром жүйесінің эволюциялық артықшылықтары айқын.

Тұқымда фитохром жүйесі жарықтың бағыты мен сапасын анықтау үшін пайдаланылмайды (көлеңкеленген және көлеңкесіз). Оның орнына ол жарықтың бар-жоғын анықтау үшін ғана қолданылады. Бұл әсіресе салат жапырақтары сияқты өте кішкентай тұқымдары бар түрлерде өте маңызды. Салат тұқымдарының үлкендігіне байланысты азық қоры аз. Олардың көшеттері жанармай таусылғанша ұзақ өсе алмайды. Егер олар топырақтың астында бір сантиметр болса да өніп кетсе, көшет ешқашан күн сәулесіне түспейді және өледі. In the dark, phytochrome is in the Pr (inactive form) and the seed will not germinate it will only germinate if exposed to light at the surface of the soil. Upon exposure to light, Pr is converted to Pfr and germination proceeds.

Өсімдіктер маусымның өзгеруін сезіну үшін фитохром жүйесін де пайдаланады. Фотопериодизм - бұл күн мен түннің уақыты мен ұзақтығына биологиялық жауап. Ол гүлденуді, қысқы бүршіктерді орнатуды және вегетативті өсуді бақылайды. Өсімдіктердің тіршілігі үшін маусымдық өзгерістерді анықтау өте маңызды. Температура мен жарық қарқындылығы өсімдіктердің өсуіне әсер еткенімен, олар маусымның сенімді көрсеткіштері емес, өйткені олар бір жылдан келесі жылға дейін өзгеруі мүмкін. Күннің ұзақтығы - жыл мезгілінің жақсы көрсеткіші.

Жоғарыда айтылғандай, сүзгіден өтпеген күн сәулесі қызыл жарыққа бай, бірақ алыс қызыл жарықта жетіспейді. Therefore, at dawn, all the phytochrome molecules in a leaf quickly convert to the active Pfr form, and remain in that form until sunset. In the dark, the Pfr form takes hours to slowly revert back to the Pr пішін. If the night is long (as in winter), all of the Pfr form reverts. If the night is short (as in summer), a considerable amount of Pfr may remain at sunrise. By sensing the Prfr ratio at dawn, a plant can determine the length of the day/night cycle. Бұған қоса, жапырақтар бұл ақпаратты бірнеше күн бойы сақтайды, бұл алдыңғы түн мен алдыңғы бірнеше түннің ұзақтығын салыстыруға мүмкіндік береді. Shorter nights indicate springtime to the plant when the nights become longer, autumn is approaching. Бұл ақпарат температура мен судың қолжетімділігін сезінумен қатар өсімдіктерге жыл уақытын анықтауға және соған сәйкес физиологиясын реттеуге мүмкіндік береді. Қысқа күндізгі (ұзақ түн) өсімдіктер бұл ақпаратты жаздың аяғында және күздің басында түндер сыни ұзақтықтан (көбінесе сегіз немесе одан да аз сағат) асатын кезде гүлдеу үшін пайдаланады. Ұзақ күндізгі (қысқа түн) өсімдіктер көктемде, қараңғылық критикалық ұзақтықтан аз болған кезде гүлдейді (көбінесе сегізден 15 сағатқа дейін). Барлық өсімдіктер фитохромдық жүйені осылай пайдалана бермейді. Flowering in day-neutral plants is not regulated by day length.

Horticulturalist

The word “horticulturist” comes from the Latin words for garden (hortus) and culture (cultura). Бұл мансап өсімдіктердің қоршаған ортаны ынталандыруға реакциясын түсінуде қол жеткізілген прогреске байланысты төңкеріс жасады. Дәнді дақылдар, жемістер, көкөністер мен гүлдер өсірушілер бұрын маусымға сәйкес егін егу және жинау уақытын шектеуге мәжбүр болды. Енді бағбаншылар қоршаған орта факторларының өсімдіктердің өсуі мен дамуына қалай әсер ететінін түсіну арқылы жапырақтарды, гүлдерді немесе жемістерді көбейту үшін өсімдіктерді басқара алады.

Жылыжайды басқару бағбанның білімінің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Түнді ұзарту үшін өсімдіктер қараңғы көлеңкелі шүберекпен жабылған. Ұзақ күн өсімдіктері ерте гүлдену үшін қыста қызыл жарықпен сәулелендіріледі. Мысалы, көк толқын ұзындығы жоғары флуоресцентті (салқын ақ) жарық жапырақтың өсуін ынталандырады және көшеттерді бастау үшін тамаша. Қыздыру шамдары (стандартты шамдар) қызыл жарыққа бай және кейбір өсімдіктердің гүлденуіне ықпал етеді. Жемістердің пісетін уақытын өсімдік гормондарын қолдану арқылы арттыруға немесе кешіктіруге болады. Соңғы уақытта әртүрлі климаттық жағдайларға бейімделген және зиянкестерге және көлік зақымдануына төзімді өсімдік тұқымдарын дамытуда айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізілді. Өсімдіктердің сыртқы тітіркендіргіштерге және гормондарға реакциясы туралы білімдерін тәжірибеде қолдану нәтижесінде дақылдардың өнімділігі де, сапасы да артты.

Бау-бақша өсірушілер жеке және мемлекеттік зертханаларда, жылыжайларда, ботаникалық бақтарда, өндірістік немесе ғылыми-зерттеу салаларында жұмыс табады. Олар генетика мен өсімдік физиологиясы бойынша алған білімдерін қолдана отырып, егінді жақсартады. Бау-бақша мамандығына дайындалу үшін студенттер ботаника, өсімдіктер физиологиясы, өсімдіктер патологиясы, ландшафты дизайн және өсімдік шаруашылығы бойынша сабақтар алады. Осы дәстүрлі курстарды толықтыру үшін бау-бақша мамандықтары экономика, бизнес, информатика және коммуникация салаларындағы зерттеулерді қосады.


How do plants take in only carbon dioxide? - Биология

Plant Cell Biology A03 New Material for the Final Exam - Topics and Sample Questions

Тыныс алу
aerobic vs anaerobic
location of processes: cytosol vs mitochondria, mitochondrial matrix vs. inner membrane
purpose why stepwise oxidation is important
glycolysis: what does it accomplish
fermentation: why is this process important to plant cells
oxidative pentose phosphate pathway (phosphogluconate pathway): why is this process important to plant cells
Krebs cycle: what does it accomplish what is its importance beyond pyruvate oxidation
electron transport chain: what does it accomplish how do electrons reach the chain how do plant mitochondria get around blockages. Note: if necessary, you will be given a diagram of the ETC on the exam. It is more important to understand how the chain works than it is to memorize the placement of the components.

Фотосинтез
action spectrum vs. absorption spectrum
relationship between wavelength and energy of radiation
result of radiation being absorbed by a target molecule
фотожүйелер
cytochrome b6/f
chloroplast structure and its relation to the reactions of photosynthesis
light reactions: Z-scheme, cyclic and non-cyclic electron flow, photolysis, photophosphorylation
Calvin cycle: rubisco, RuBP, PGA, PGald (triose-P)
ATP/ADP NADP + /NADPH
C3 vs. C4 photosynthesis
CAM photosynthesis implication for water conservation
photorespiration: organelles involved, causes and contributing factors, consequences

What are CAM plants? How do they manage to do photosynthesis if their stomata are closed during the day for water conservation? In what habitats do you find CAM plants?
CAM is estimated to occur in

10% of plant species. C3 photosynthesis (where the only carbon reactions are the Calvin cycle ones) occurs in

89% of species. The remaining

1% do C4 photosynthesis. Why do C4 plants attract so much attention?

What is rubisco? How is it involved in photosynthesis? How is it involved in photorespiration?

C4 plants have Kranz anatomy. Describe Kranz anatomy and relate it to C4 photosynthesis.

Be able to give at least two examples each of C3 plants, C4 plants, and CAM plants.

In general, would you expect excessive transpiration (loss of water by evaporation through the stomata of the leaves) to increase, decrease, or have no effect on the rate of photosynthesis? Жауабыңызды қорғаңыз.

C4 plants attract a lot of attention because under certain environmental conditions they produce higher yields than C3 plants do because the C4 plants don’t photorespire. Explain why C4 plants do not experience photorespiration.


Пластидтер
Types of plastids their similarities and differences
specific functions of chloroplasts: photosynthesis and sulfate assimilation
functions found in all plastids: carbon oxidation via glycolysis and oxidative pentose phosphate, fatty acid synthesis, starch synthesis, amino acid synthesis, nitrate assimilation

How are the carbon oxidation pathways of glycolysis and oxidative pentose phosphate important to the other functions found in plastids?

Describe an instance when a chloroplast would change to a chromoplast.

Plastids include leucoplasts, amyloplasts, chromoplasts, and chloroplasts. Name one function that all four of these types of plastids are capable of doing. For each plastid, give one feature (functional, structural, etc.) that distinguishes it from the other three.

How does sulfate assimilation depend on the light reactions of photosynthesis?


Cell Walls
basic composition differences between primary and secondary cell walls
functions of the cell walls in defense, transport, cytokinesis, and osmoregulation
how cell walls change during development and post-maturation (cell specialization via changes to the cell wall) specialized cells and features of their walls
how cells enlarge despite the presence of a rigid cell wall

Distinguish between the structure of primary cell walls and secondary cell walls.

Cell differentiation in plants generally includes modifications to the cell wall. Describe three instances of this.

Describe the cell wall elaborations or distinctions of each of the following:
guard cells
leaf epidermal cell
root hair
vessel element
fiber
endodermal cell

Describe the changes to the cell wall of an endodermal cell as a root matures and changes function from primarily water absorption to primarily water conduction. Relate the changes in endodermis wall structure to changes in root function.

Programmed Cell Death (PCD)
define: why is it considered a “program”
be able to give examples of PCD with regard to plant development (e.g., xylem development, formation of aerenchyma)
be able to describe the role of PCD in disease resistance
the main events common to all types of PCD: recognition of an initiating signal, vacuole loading, events in the actual death of the cell (Ca++ influx and vacuole collapse), corpse processing
elicitors, phytoalexins
For information on leaf senesence and PCD, you can read my notes from the field trip to the Uintas.

What are elicitors and phytoalexins? What roles do they play in a plant’s response to invasion by a fungal pathogen?

Describe the events of PCD when aerenchyma forms.
Describe the events of PCD when tracheary elements form.
Describe the events of PCD in the hypersensitive response to pathogen invasion.

Describe three fates of the cell corpse in PCD. Give one example of each fate.

Sample Exam Questions

Which of the following processes occur in both aerobic and anaerobic respiration?
A. ATP synthesis by substrate level phosphorylation
B. ATP synthesis by means of a proton (H + ) gradient
C. A and B
D. none of the above, as no ATP is made during anaerobic respiration

The end carbon product of glycolysis is
A. pyruvate B. CO2 + ethanol C. CO2
D. phosphoglyceric acid (PGA) E. triose phosphate

β-Oxidation
A. breaks down fatty acids to acetyl-CoA B. releases fatty acids from glycerol
C. splits peptide bonds

The carbohydrate produced during the Calvin Cycle is
A. glucose B. PGald C. starch D. PGA E. pyruvate

During photosynthesis, oxygen (O2) is released from
A. carbon dioxide (CO2) during the light reactions B. carbon dioxide (CO2) during the Calvin cycle
C. water (H2O) during the light reactions D. water (H2O) during the Calvin cycle

All of the following are associated with the light reactions of photosynthesis EXCEPT
A. photolysis B. rubisco C. ATP synthesis D. reduction of NADP +

CAM (Crassulacean acid metabolism) plants
A. do photosynthesis in the dark B. store CO2 as 4 carbon acid in the dark
C. do photosynthesis in the light D. A and B E. B and C

Which of the following conditions can trigger opening of the stomata?
A. low CO2 inside the leaf B. high CO2 inside the leaf C. light
D. A and C E. B and C

Plants which engage in C4 photosynthesis
A. have Kranz anatomy B. use PEP carboxylase to initially capture CO2
C. lack the Calvin cycle D. A and B E. A, B, and C

CAM (Crassulacean acid metabolism) plants
A. do photosynthesis in the dark B. store CO2 as malic acid (malate) in the dark
C. do photosynthesis in the light D. A and B E. B and C

Photorespiration occurs because
A. plants respire only in the light B. rubisco mistakes oxygen (O2) for carbon dioxide (CO2)
C. rubisco mistakes carbon dioxide (CO2) for oxygen (O2) D. chloroplasts can turn into mitochondria

During programmed cell death (PCD),
A. the vacuole is loaded with specific hydrolases B. the vacuole collapses
C. there is complete removal of the cell corpse D. A and B E. A, B, and C


In the presence of an uncoupler, what happens to O2 reduction during aerobic respiration? What happens to ATP production? Defend your answers.

Why is it important that cells oxidize hexose in steps rather than all at once during respiration?

Because respiration is stepwise, what can happen to the carbons in hexose other than oxidation to CO2?

Proteins destined for the vacuole or secretion are synthesized by ribosomes attached to the endoplasmic reticulum (ER). Describe how the ribosomes become attached to the ER.

The three main phases of translation are initiation, elongation, and termination. Briefly describe what happens in each phase.

Define the following terms as they relate to photosynthesis.
фотолиз
фотожүйе
oxygen evolving complex
rubisco
accessory pigments

Describe how the light reactions and the Calvin cycle are chemically connected, being sure to indicate how location of the two sets of reactions contributes to the connection.

Describe how a enough of a H + gradient is generated during the light reactions so that there is sufficient ATP for the Calvin cycle.


Бейнені қараңыз: Көміртек айналымы видео (Ақпан 2023).