Обобщенная модель первичных процессов фотосинтеза

Обобщенная модель первичных процессов фотосинтеза

Автор: Беляева, Наталья Евгеньевна

Год защиты: 2004

Место защиты: Москва

Количество страниц: 166 с. ил.

Артикул: 2618215

Автор: Беляева, Наталья Евгеньевна

Шифр специальности: 03.00.02

Научная степень: Кандидатская

Стоимость: 250 руб.

Введение.
Глава 1. Обзор литературы. Механизмы первичных процессов фотосинтеза в хлоропластах и их математические модели.
Введение.
1.1. Конкуренция процессов захвата и потерь световой энергии в
антеннах фотосистем
1.1.1. Миграция энерг ии в антенных комплексах и
фотохимический захват в РЦ фотосистем 1,2
1.1.2. Флуоресценция в антенных комплексах
фотосистем 1 и 2. Индукция флуоресценции.
1.1.3. Концепция энергетических пулов Батлера .
1.2. Стабилизация разделения зарядов в РЦ фотосистемы 2.
1.2.1. Модель обратимой радикальной пары ОРП Шатца
1.2.2. О применимости термодинамических представлений
в модели ОРИ.
1.2.3. Учет воздействия электрического поля в модели ОРП
1.2.4. Результаты применения модели ОРП.
1.2.5. Область применения модели ОРП
1.2.6. Значение модели ОРП и выводы.
1.3. Акцепторная и донорная сторона ФС2.
1.3.1. Энергетика переноса электронов.
1.3.2. Экспериментальное определение редокспотенциалов первичных акцепторов ФС 2.
1.3.2.1. Физиологическое значение различий редоксформ акцепторов электронов .
1.3.2.2. Достоверность численных оценок редокс потенциалов. . .
1.3.3. Вторичный акцептор электронов ФС
1.3.4. Особенности переноса электронов в ФС 2.
1.3.5. Модель двухэлектронных ворот ФС2. Объединение с
моделью ОРП.
1.3.6. Математические модели донорных и акцепторных
процессов ФС2.
1.3.6.1. Модель, учитывающая процессы КВК
1.3.6.2. Модель, учитывающая изменение выхода
рекомбинации радикальной пары в закрытых РЦ
1.3.6.3. Модель, учитывающая процессы КВК и рекомбинации радикальной пары в закрытых РЦ.
1.3.7. Выводы о результатах моделирования процессов ФС
1.4. Молекулярные комплексы тилакоидной мембраны Ь6 Г комплекс
и фотосистема 1 ФС1.
1.4.1 .Механизмы переноса электронов и модели
цитохромного Ькомплекса
1.4.2. Модели фотосистемы 1 ФС1 и подвижные переносчики электронов. Циклический транспорт электронов.
1.5. Модели процессов в компартментах тилакоида.
1.5.1. Модель, связывающая световые и темповые процессы фотосинтеза.
1.5.2. Модель, учитывающая протонный транспорт в тилакоидах. .
1.5.4. Выводы к пунктам 1.4. и 1.5.
1.6. Электрохимический потенциал мембраны тилакоида
1.6.1. Электрический потенциал мембраны тилакоида
и потоки ионов.
1.6.2. Модель потоков ионов через тилакоидную
мембрану Ван Кутена
1.6.3. и буферные системы стромы и люмена.
1.6.4. Составляющие электрохимического потенциала Ду
1.6.5. РР, АТФ синтеза тилакоидной мембраны
1.6.6. Вывод к пункту 1.
1.7. Вывод ко всему лит обзору
1.8. Постановка задачи создания обобщенной модели
первичных процессов фотосинтеза.
Глава 2.0бщне теоретические принципы создания модели первичных процессов фотосинтеза.
2.1. Компартментальная схема тилакоида
2.2. Кинетические механизмы функционирования первичных
процессов фотосинтеза.
2.2.1 Описание функционирования мультиферментного комплекса. . .
2.2.2. Описание функционирования подвижных переносчиков
2.2.3. Баланс зарядов и электрохимический потенциал в
модели тилакоида
2.3. Способы задания скоростей реакций.
2.3.1.Константы скоростей и константы равновесия реакций.
2.3.2. Применимость термодинамических представлений в кинетической модели
2.3.3. Зависимость параметров реакций переноса заряда через мембрану тилакоида от потенциала.
2.3.4. Оценка эффективного сечения поглощения антенных комплексов.
2.4. Модель тилакоида, принципы формирования и отладка
блоков модели
2.4.1. Выбор экспериментальных результатов для отладки модели тилакоида.
2.4.2. Проблемы компьютерной обработки модели тилакоида
ГлаваЗ. Модель изолированной фотосистемы 2 ФС2.
3.1. Экспериментальное обоснование структуры модели
3.1.1. Кинетические и термодинамические характеристики ФС2.
3.1.2. Постановка задачи моделирования ФС
3.2. Формулировка модели. Полная схема и система уравнений.
3.2.1 Набор состояний переносчиков ФС2
3.2.2. Последовательность процессов ФС2.
3.2.3. Математическое описание процессов ФС2.
3.2.4. Учет воздействия потенциала при формировании констант реакций трансмембранного переноса электрона в модели ФС
3.2.5. Пулы состояний переносчиков ФС2.
3.2.6. Особенности компьютерного эксперимента для модели ФС 2. .
3.3. Результаты расчетов в модели изолированной ФС2. Процессы на донорной и акцепторной сторонах ФС2.
3.3.1. Влияние интенсивности света на быструю фазу ИФ
3.3.1.1. Изменения выхода флуоресценции
3.3.1.2. Величина выхода флуоресценции на стадиях ИФ при увеличении интенсивности света
3.3.1.3. Постановка задач для анализа результатов моделирования.
3.3.1.4. Изменение во времени концентраций редокс форм и степени воестановленности первичного хинонного акцептора. .
3.3.2. Моделирование влияния реагентов на донорной и акцепторной сторонах ФС2.
3.3.2.1. Действие диурона на быструю фазу ИФ
3.3.2.2. Влияние параметров пула подвижных хинонов на быструю фазу ИФ.
3.3.2.3. Моделирование воздействия на КВК. Гидроксиламин. Ораничеиие допирования электрона от КВК в ФС2.
3.3.2.4. Влияние стромы и люмена на быструю фазу ИФ
3.4. Результаты расчетов в модели изолированной ФС2. Моделирование влияния электрического потенциала на процессы ФС2. .
3.4.1. Быстрая фаза ИФ при изменении потенциала
3.4.1.1. Iуровни ИФ при увеличении потенциала. Сравнение с экспериментом.
3.4.1.2. Воздействие потенциала на кинетику редокскомнонент
на Iуровнях быстрой ИФ в модели ФС2.
3.4.2. Моделирование влияния потенциала на стационарные значения флуоресценции ФС2. Сравнение с экспериментом
3.4.2.1. Влияние потенциала в условиях средней степени
восстановленности РЦФС2.
3.4.2.2. Влияние потенциала в условиях высокой и низкой степени восстановленности РЦ.ЮЗ
3.4.3. Воздействие потенциала на стационарные величины концентраций редокс состояний в модели ФС
3.4.4. Воздействие потенциала на пул рекомбинирующей радикальной пары РРП
3.4.5. Воздействие потенциала на потоки электронов в ФС
Глава 4. Модель первичных процессов фотосинтеза в хлоропластах модель тилакоида
4.0. Постановка задачи разработки обобщенной модели тилакоида
4.1. Переход от модели ФС2 к модели тилакоида
4.1.1. Светоиндуцированный потенциал в модели ФС2. .
4.1.2. Результаты моделирования процессов ФС2 е учетом потоков ионов
4.1.3. Моделирование процессов переноса электронов в ЦИТОХрОМНОМ Ь6 комплексе
4.1.3.1. Экспериментальное обоснование структуры модели , комплекса
4.1.3.2. Формулировка модели 6 комплекса.
4.1.3.3. Цели моделирования процессов в
цитохромном 6 комплексе.
4.1.4. Кинетические вклады блоков модели ФС2потенциалЛТФаза
Ь6 комплекс в энергизацию тилакоидной мембраны
4.1.4.1. Электрический потенциал
4.1.4.2. Электрохимический потенциал прогонов.
4.1.4.3. Вклады процессов переноса зарядов в
формирование йн
4.1.5. Моделирование процессов ФС1.
4.1.6. Модель потоковых процессов в тилакоиде в темноте.
4.1.7. Выводы о результатах моделирования первичных процессов
в блоках мультиферментнмх комплексов
4.2. Моделирование первичных процессов фотосинтеза в обобщенной модели тилакоида.
4.2.1. Формулировка модели тилакоида
4.2.2. Моделирование индукции флуоресценции в модели
тилакоида.
4.2.3. ИФ и концентрации редокс форм, рассчитанные в обобщенной модели при различных интенсивностях света. .
4.2.3.1 Динамика заполнения редокс состояний компонент
ЭТЦ при низких световых интенсивностях
4.2.3.2 Динамика заполнения редокс состояний компонент
ЭТЦ при высоких световых интенсивностях.
4.2.3.3 Кинетические компоненты ИФ при увеличении интенсивности освещения.
4.2.4. Моделирование электрохимического потенциала тилакоидной мембраны в модели тилакоида
4.2.4.1 Светоиндуцированный электрический потенциал.
4.2.4.2 Моделирование свстоиндуцированного ДД
Заключение и обшие выводы.
Приложение 1. Список используемых сокращений.
Приложение 2. Таблицы переменных и параметров обобщенной модели тилакоида.
Список литературы


При физиологических условиях отсутствие возбуждения интенсивными лазерными импульсами вероятность попадания 2х экситонов на один и тот же хлорофилл антенны крайне мала. КрЖ. ЛО 1. Р. при поглощении света . Р. к Р константа скорости затухания возбужденного состояния путем эмиссии флуоресценции кг и потерь в процессах внутренней конверсии и переходов в триплетные состояния. Константа скорости затухания возбужденного состояния i при попадании в пигмент РЦ будет содержать константу скорости кГ1юГ характеризующую процесс фотохимического захвата кИюГ. Для правильной двумерной решетки пигментов ii. Вероятность перескока кн задается скоростью переноса Ферстера v Пирлстейн . РЦ. Следовательно, понятие лимитирование захватом, когда ггг можно применить к описанию динамики экситонов ФС2 и ФС1, полагая справедливой концепцию быстрого экситонного уравновешивания ЬЭУ возбуждения по всему пулу кинетически неразличимых пигментов . Применение этой концепции существенно упрощает моделирование процессов в ФС2 и ФС1, поэтому важно рассмотреть критерии возможности использования понятия БЭУ. В i . ФС1 и ФС2 с использованием уравнений Паули 1. Величины скоростей Форстера определяли, принимая среднее расстояние между
соседними парами пигментов равным И5А , . Быстрое достижение в i . ФС1, так и для ФС2. Экспериментальные данные для хлорофиллов ФС1 и ФС2 сч . В модели динамики экситонов фотосинтетических антенн i . Флуоресценция в антенных комплексах фотосистем I и 2. Индукция флуоресценции. На шкале времени МО с энергия возбуждения, распределенная в антенной системе пигментов, может израсходоваться конкурирующими путями фотозахва г, ведущий к стабилизации энергии возбуждения характерное временя разделения зарядов в пигменте РЦ 3 пс и радиационные потери флуоресценция. Формирование гриплетных состояний интеркомбинационная конверсия пока обсуждаться не будет. Характеристики излучения флуоресценции молекул хлорофилла различны в растворе и фотосинтезирующих образцах. При изменении освещенности выход флуоресценции Хл а в растворе не меняется, будучи равным , с временем жизни 6 не. В фотосинтезирующих организмах, содержащих Хл а. РЦ ФС2 и 1. РЦ ФС2 . Выход флуоресценции фотосинтезирующих образцов определяется процессами потребления энергии в антенне ССК, т. Время жизни возбуждения в антенне в комплексе ФС2 зависит от особенностей реакций переноса электронов. Существование процесса флуоресценции, конкурирующего с фотозахватом, предоставляет возможность по изменению выхода флуоресценции Хлс получить в эксперименте информацию о процессах в тилакоидной мембране, влияющих на г, v . График изменения интенсивности флуоресценции, измеряемой как функция времени при мгновенном переходе от темноты к постоянному свету, называется кривой индукции флуоресценции ИФ. Особенность флуоресцентных методов это возможность их применения без разрушения фотосинтезирующего образца. В таблице 1. ИФ Карапетян а. Работы расположены в хронологическом порядке, отмечена природа исследуемых тилакоидных мембран, способ светового возбуждения, воздействия на образец. В ранних работах сделаны попытки связать форму кривой ИФ с характером воздействия на объект i , , vi . Было отмечено, что времена появления и амплитуда уровнейфаз на кривой ИФ зависят от интенсивности света. Интенсивность флуоресценции можно определить как
где , интенсивность светового источника, сл коэффициент поглощения, который задан таким образом, чтобы произведение I определяло число поглощенных фотонов за одну секунду. ФР выход флуоресценции. При нарастании интенсивности света в раз может происходить 4хкратное нарастание выхода флуоресценции. Метод, предложенный в году i i . Селективный модуляционный флуориметр РАМ флуорометр дал возможность изучать ИФ в широком диапазоне световых интенсивностей. В работах , i i, , проведенных на РАМ флуорометре, была впервые получена общая картина появления уровней ИФ в полном диапазоне световых интенсивностей, включающем физиологический диапазон ФАР. Было также проанализировано воздействие реагентов как на донорной, гак и на акцепторной сторонах ФС2.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.260, запросов: 145