Если мой сайт помог вам в подготовке к экзаменам вы можете отправить ссылку своим друзьям биологам.  Это сделает ресурс лучше!

Vinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.x

Фотосинтез, осуществляемый растениями, характеризуется в целом весьма низкой эффективностью, так как фотосинтетический аппарат использует лишь 3 — 4 % падающего света. Современный путь увеличения фотосинтетических возможностей культурных растений — селекция с целью:

  • ускорения раннего роста и формирования листьев,
  • улучшения «архитектуры» растений,
  • увеличения площади листовой пластинки и сроков жизнедеятельности этого органа.

Но более важными являются следующие обстоятельства:

  • способность растений к переносу продуктов фотосинтеза в те его части, ради которых данное растение культивируется;
  • уменьшение потери сухого вещества при дыхании;
  • переключение С3-пути фотосинтеза (злаковые) на более эффективный С4-путь (кукуруза) с помощью трансгеноза группы генов.

Как известно, у всех без исключения растений связывание углекислоты осуществляется через цикл восстановления углерода Кальвина.

Первый этап представляет собой карбоксилирование, которое у С3-растений происходит путем взаимодействия свободного углекислого газа с основным доступным акцептором — рибулозо-1,5-бифосфатом, в результате чего образуются две молекулы 3-фосфоглицерата. Реакция катализируется рибулозо-1,5-бифосфаткарбоксилазой (РБК), которая локализована на обращенной к строме поверхности мембран тилакоидов. Это лимитирующая стадия в функционировании цикла Кальвина. У растений и фототрофов на свету идет ее ускорение.

Второй стадией цикла у С3-растений является восстановление З'-фосфоглицерата за счет энергии фотореакции до триозофосфата. На первой стадии у С4-растений акцептором С02 в форме бикарбоната выступает не рибулозо-1,5-бифосфат, а фосфоенолпируват, который в результате реакции карбоксилирования превращается в оксалоацетат, последний далее — в малат и аспартат: С02 С3 С4. Реакция осуществляется ферментом — фосфоенолпируваткарбоксилазой (ФЕПК).

Основное значение этого дополнительного этапа к циклу Кальвина у С4-растений состоит в том, что ФЕПК и субстрат расположены в мезофильных клетках, соприкасающихся с воздухом, а образовавшиеся С4-соединения транспортируются в клетки обкладки сосудистого пучка, которые служат основным местом локализации фотосинтетической системы и компонентов указанного цикла. Здесь соединения подвергаются декарбоксилированию, в результате чего создается высокая концентрация СО2, вступающего в цикл Кальвина. Это не что иное, как углекислая помпа, перекачивающая углекислоту и создающая высокую локальную ее концентрацию. Эффективность фотосинтеза у С4-растений повышается, однако при этом возрастают и их энергозатраты.

Основное внимание в генно-инженерных проектах уделяется:

  • механизму увеличения концентрации С02,
  • повышению сродства РБК с этой кислотой.

Например, полиплоидизация растений ведет к росту активности РБК. Современная задача — исследовать возможности ее получения с соотношением карбоксилазной и оксигеназной активностей, измененных в пользу карбоксилазы. Так, методами сайт направленного мутагенеза заменили в активном центре фермента Aspна Glu, но оказалось, что снизились обе активности на 30 %. Более простой задачей явился бы перенос генов ФЕПК и декарбоксилазы в С3-растения, на элиминирующий при этом собственные РБК С3-типа и всей сопутствующей системы карбоксилирования. Также можно путем трансгеноза гена ангидразы либо путем его амплификации увеличить концентрацию углекислоты в органеллах клеток листа.

Давайте вместе сделаем данный сайт лучше! Поделитесь ссылкой на этот сайт со своими одногрупниками. Это поможет развитию нашего сайта.

2015-2021 © Биология для студентов | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

^ Наверх