Нашли неточность, аошибку в тексте?

Выделите текст и нажмите
Ctrl + Enter и напишите вашу версию текста.
Спасибо.

Мы бесплатно разместим статьи, тексты, книги, публикации на Эко портале обращайтесь portaleco.ru@gmail.com

 Взаимосвязь между крахмалом, пигментами листа и фотосинтезом.
(1 голос, среднее 5.00 из 5)
Статьи - Физиология растений

Взаимосвязь между крахмалом, пигментами листа и фотосинтезом.

Крахмал представляет собой конечный продукт фотосинтеза. Накапливаясь в листьях многих видов растений, крахмал дает характерное синее окрашивание при взаимодействии с йодом (проба Сакса).

Крахмал содержится и в других органах растения, не участвующих в процессе фотосинтеза ( в органах, где отсутствуют пигменты хлорофилла, например - в клубнях картофеля). Это говорит о том, что наличие крахмала не может быть доказательством фотосинтеза.

Есть небольшое количество видов, у которых в листьях не образуется крахмал: лист луковицы, сахарная свекла, тюльпан и др. У них фотосинтез заканчивается образованием растворимого углевода - сахарозы. Такие виды относятся к сахарофильным. Растения, накапливающие крахмал, относятся к амилофильным видам.

Ход работы

1. Опыт с листьями растения Coleus

Листья данного растения содержат одинаковое количество хлорофиллов и антоцианов, что и обеспечивает различную окрашенность зон листа: красную, зеленую, бурую.

Для экстрагирования антоциановых пигментов достаточно прокипятить лист Coleusa в воде. Лист помещают в пробирку, добавляют воды и кипятят до полного исчезновения ангоциановой окраски. Затем лист переносят в термостойкий стакан со спиртом, закрывают стеклянной пробкой и кипятят до полного экстрагирования зеленых пигментов (хлорофиллов).

Для определения крахмала обесцвеченный лист помещают в чашку Петри и обрабатывают раствором йода в К1.

Через некоторое время появляется характерное для крахмала синее окрашивание только в тех местах, где были хлорофиллы. Это доказывает, что образование крахмала происходит в тех зонах листа, где осуществляется фотосинтез.

Данный вид относится к амилофильным растениям.

Опыт с листьями сахарофильных растений (Amaryllis)

Лист растения помещают в пробирку со спиртом и экстрагируют при кипячении до полного выделения хлорофиллов. Обесцвеченный лист помещают в чашку с раствором йода в KI. Характерного синего окрашивания не наблюдается, так как у таких растений в процессе фотосинтеза образуется сахароза, а не крахмал.

Такие виды относятся к сахарофильным растениям.

Опыт с листьями герани

Опыт проводится с листьями герани, находившимися на свету и в темноте ( на некоторое время обернутыми темной бумагой). Экстрагируют пигменты спиртом и проводят пробу с йодом.

Вывод: листья, находившиеся на свету, дают положительную реакцию с йодом (синяя окраска), а листья, находившиеся в темноте - отрицательную реакцию.

Зарисовать все три опыта и сделать выводы.

Оборудование и реактивы: комнатные растения (герань, Coleus и др.), чашки Петри, спирт, раствор 12 в KI, темная бумага.

Вопросы для повторения:

  • Какие растения называются сахарофильными и крах-малофильными?
  • Каким опытом доказывается связь между фотосинтезом и образованием крахмала?

Термины.

ATP (аденозинтрифосфорная кислота) - нуклеотид, содержащий аденин, рибозу и три остатка фосфорной кислоты; универсальный переносчик и аккумулятор химической энергии в живых клетках, выделяющейся при переносе электрона в дыхательной цепи после окислительного расщепления органического вещества. Энергия АТР заключена в двух пйрофосфатных связях. АТР синтезируется из АДР и неорганического фосфата.

Каротиноиды - желтые, оранжевые или красные пигменты, синтезируемые высшими растениями и находящиеся в хлоропластах и хромопластах. В химическом плане это полинасыщенные углеводороды терпенового ряда. Каротиноиды участвуют в фотопериодических реакциях, фототаксисе. К ним относятся широко распространенные в растениях каротины (С40Н56) и ксантофиллы (С4оН5б02; С40Н56О4).

Крахмал - (СбНю06)п - полисахарид, являющийся гомо- полимером а-Оглюкозы, остатки которой соединены преимущественно а 1-4 связями. Состоит из линейной амилозы и разветвленного амилопектина . Количество крахмала в пшенице составляет 75%, в кукурузе - 72%, в картофеле - 14%.

Пластиды - органоиды растительной клетки. Пластиды разнообразны по форме, размерам, строению, функции. В клетках высших растений имеется 3 типа пластид: хлоро- плаеты, лейкопласты и хромопласты, различающиеся по окраске и др. Возможны взаимные превращения пластид.

Пластоцианин - водорастворимый голубой медьсодержащий белок - переносчик (М= 21000). Имеет стандартный восстановительный потенциал +0,400В. Входит в состав электронно-транспортной цепи хлоропластов.

Пластохинон - производное бензохинона, близок по своему строению к митохондриальному убихинону. Оба хинона переносят электроны и протоны. Пластохинона много в хлоропластах. Фотосистема П восстанавливает пластохинон (PQ) и окисляет' воду с выделением Ог и протонов. Связующим звеном между ФС П и ФСI служит пул лластохинонов.

Реакция Робин Хилла (1937) - изолированные хлоропласты под действием света способны разлагать воду и выделять кислород в присутствии акцепторов электронов (феррицианида, бензохинона и др.). Согласно Р.Хиллу, процесс разложения воды осуществляется в отсутствие СО2:

Iienaiea: C:\WINDOWS\TEMP\FineReader10\media\image52.jpegт

Световая фаза фотосинтеза - процесс поглощения света молекулами хлорофилла «а» с участием других пигментов (хлорофилла «Ь», каротиноидов, фикобилинов) и трансформации энергии света в химическую энергию АТР и восстановленный NADPH. Все эти процессы происходят на мембранах хлоропластов и представляют собой сложную систему фотофизических, фотохимических и химических реакций.

Темновая фаза фотосинтеза - комплекс ферментативных реакций, в ходе которых происходит восстановление поглощенного листом СО2 за счет продуктов световой фазы (АТР и ЫАДРН). Может происходить и в темноте.

Тилакоиды - внутренние мембранные структуры хлоропластов, находящиеся в строме хлоропластов. Содержат главные фотосинтетические пигменты.

Фотосинтез - процесс преобразования энергии света в химическую энергию органических соединений, синтезируемых в зеленых растениях и фотосинтезирующих микроорганизмах из углекислого газа и воды:

Iienaiea: C:\WINDOWS\TEMP\FineReader10\media\image53.jpeg

Такое преобразование происходит в хлоропластах, где на мембранах тилакоидов сосредоточены почти все компоненты фотосинтезирующей цепи.

Фотосистема I - пигмент-белковый комплекс, в реакционном центре которого под действием световой энергии возбуждается электрон, переходя на более высокий энергетический уровень. Впоследствии электрон, теряя энергию, восстанавливает NADP+ в NADPH. Фотосистема I представлена реакционным центром (Р700), поглощающим свет в области 700 нм.

Фотосистема II - пигмент-белковый комплекс, в реакционном центре которого под действием световой энергии электрон возбуждается и переходит на более высокий энергетический уровень. Акцепторы электронов фотосистемы И образуют цепь переноса, попадая в которую электрон поэтапно теряет энергию, расходуемую на фосфорилирование АДР в АТР. Фотосистема II содержит также белковый комплекс S-системы, осуществляющий окисление воды, в результате чего выделяется кислород. Фотосистема П представлена Р68о, который поглощает свет в области 680 нм.

Фотолиз воды - разложение воды, осуществляемое путем отщепления электронов от молекулы воды. Возникающие в результате гидрохимические радикалы (ОН) взаимодействуют с образованием Н2О и О2 .

Фотосинтетическое фосфорилирование - процесс превращения энергии света при биологическом окислении в энергию АТР (по Д.Аргону)

Циклическое фосфорилирование ~ процесс аккумуляции освобождающейся при биологическом окислении энергии путем образования АТР из АДР:

Iienaiea: C:\WINDOWS\TEMP\FineReader10\media\image54.jpeg

При циклическом фотофосфорилировании, когда функционирует только ФС I, электроны от ферредоксина поступают на цитохромный комплекс с использованием пула PQ, действующего как переносчик электронов и протонов. Затем электроны через цитохром f и пластоцианин возвращаются на основной энергетический уровень в Р700, а протоны поступают в полость тилакоида. Возникновение разности потенциалов обеспечивает далее синтез фосфатной связи АТР.

Цитохромы - вещества белковой природы, содержащие железопорфириновые простетические группы (гемо- вые). Атом железа, теряя валентность (Fe3+ + Fe2+), участвует в переносе электронов по дыхательной цепи согласно схеме:

Iienaiea: C:\WINDOWS\TEMP\FineReader10\media\image55.jpeg

Выделяют 4 типа цитохромов a-d, в зависимости от структуры их простетических групп.

Хлорофиллы - зеленые пигменты растений, посредством которых растения улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез. Основу молекулы хлорофилла составляет Mg-порфириновый комплекс. Кроме того, присутствуют остатки спиртов: метилового и фитолового. Хлорофиллы физиологически активны только в связанной с белком форме. Существует несколько типов хлорофиллов: a,b,c,d и т.д. Основная их функция - поглощать энергию света и передавать ее на реакционные центры.

Хлоропласты - внутриклеточные органоиды (пластиды), содержащие зеленый пигмент хлорофилл, а также пигменты группы каротиноидов - каротин (оранжевый) и ксантофилл (желтый). Основная функция хлоропластов - синтез органических веществ из неорганических при участии энергии света (фотосинтез), поэтому хлоропласты присутствуют только в клетках надземных органов растений. Хлоропласты в большинстве случаев имеют линзовидную форму диаметром 4-6 мкм, толщиной 1 -3 мкм.


Похожие статьи:

Добавить статью в закладки

 
Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Полное или частичное копирование материалов сайта разрешается только при указании активной ссылки на экологический портал!
Материалы размещены и подготовлены для образовательных и некоммерческих целей.
ООО "Новая Экология" © 2010 - 2016