Индукционные эффекты в фотосинтезе при разном физиологическом состоянии листьев растений

• Автор: Гордиенко, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 03.00.02, 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА

РАСТЕНИЙ по литературным данным

1.1. Фотосинтез как основной процесс образования органических соединений с участием света

1.2. Регуляторные процессы в фотосинтезе листьев

растений

1.3. Индукционные явления в фотосинтезе

1.4. Влияние ионов тяжелых металлов на основные

физиологические процессы в растительной клетке

1.5. Заключение

ГлаваИ. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ
М.1. Объекты исследований и методика их обработки
II.2. Измерение медленной индукции флуоресценции
М.З. Измерение кинетики фотоиндуцированных изменений сигнала ЭПР I
.4. Измерение содержания хлорофилла в листьях
.5. Измерение скорости фотосинтетического выделения
Глава . ИНДУКЦИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ И СИГНАЛА ЭПР I ЛИСТЬЕВ РАСТЕНИЙ ПРИ РАЗНОЙ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
1.1. Опыты с солями тяжелых металлов
1.2. Опыты с активатором фотосинтеза
1.3. Опыты с регуляторами роста
1.4. Опыты с неорганическим фосфатом
1.5. Заключение
Глава IV. МОДЕЛЬ СВЕТОВЫХ СТАДИЙ ФОТОСИНТЕЗА С УЧЕТОМ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВОЗБУЖДЕНИЯ МЕЖДУ ФОТОСИСТЕМАМИ
IV. 1. Введение
IV.2. Описание модели
IV.3. Метод решения системы дифференциальных
уравнений
IV.4. Моделирование индукционных эффектов в фотосинтезе. Некоторые результаты расчетов и сопос тавление их с известными экспериментальными данными
IV.5. Заключение
Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА ЗАТУХАЮЩИХ КОЛЕБАНИЙ В МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВУХ
ФОТОСИСТЕМ
V.1. Характеристики колебательного процесса как информационные параметры устойчивости системы к внешнему воздействию
V.2. Некоторые замечания об устойчивости решений
анализируемой системы уравнений
V.3. Возникновение режима затухающих колебаний при
уменьшении скорости оттока в цикл Кальвина
V.4. Влияние типа освещенности на характер взаимодействия фотосистем
V.5. Об устойчивости стационарных состояний при изменении основных параметров модели
V.6. Заключение
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В настоящее время в этом направлении накоплено много экспериментальных данных, однако их сопоставление и обобщение представляется затруднительным, т. Дело осложняется еще и тем, что реакция растений зависит от большого числа сопутствующих факторов температуры и влажности воздуха и почвы, интенсивности освещения, фона минерального питания и др. Поэтому и здесь весьма важным является стандартизация условий выращивания и обработки объектов. В данной работе исследовано влияние солей тяжелых металлов на фотосинтетический аппарат листьев растений. Исследования также проводились при обработке растений активатором фотосинтеза, регуляторами роста и неорганическим фосфатом. Впервые проведено количественное сопоставление индукционных изменений флуоресценции и фотоиндуцированных изменений величины сигнала ЭПР I листьев растений, выращенных в одних и тех же экспериментальных условиях. Разработана математическая модель первичных процессов фотосинтеза, учитывающая перераспределение энергии света между фотосистемами в зависимости от окислительновосстановительного состояния переносчиков электронов. Модель позволила не только описать ряд индукционных эффектов, наблюдаемых при регистрации флуоресценции и сигнала ЭПР I интактных листьев, но и установить некоторые корреляционные соотношения между характеристиками индукционных явлений и стационарной фотосинтетической активностью. ФС. Полученные результаты способствуют более глубокому пониманию регуляторных механизмов, обеспечивающих эффективное преобразование энергии в первичных и последующих стадиях фотосинтеза. Установленные количественные корреляции между характеристиками, получаемыми с помощью методов неразрушающего контроля фотосинтетической активности МИФ и ЭПР I, с одной стороны, и фотосинтетической активностью, с другой, свидетельствует о возможности применения этих показателей для оценки функциональной активности фотосинтетического аппарата растений в условиях i i. Результаты опытов с солями тяжелых металлов могут быть использованы для оценки степени их отрицательного воздействия на,растительные объекты при проведении экологического мониторинга окружающей природной среды. X Международной конференции Математика. Компьютер. Образование Пущино, . Основные результаты диссертации изложены в публикациях. Диссертация состоит из введения, 5 глав с изложением литературных данных, собственного экспериментального материала, обсуждения модели и результатов математического моделирования, а также выводов. Список литературы включает 5 ссылок на работы отечественных и зарубежных авторов. ГЛАВА I. Основным источником энергии для всех живых существ, населяющих нашу планету, служит энергия солнечного света. Однако только клетки зеленых растений, одноклеточных водорослей, зеленых и пурпурных бактерий используют ее непосредственно для синтеза органических соединений углеводов, жиров, белков, нуклеиновых кислот и пр. Энергия солнечного света улавливается растениями и превращается в химическую энергию, которая сохраняется в образующихся запасаемых веществах. Такой биосинтез, происходящий благодаря энергии света, называют фотосинтезом. Животные организмы, не способные к фотосинтезу, зависят в смысле снабжения энергией от этих запасенных веществ, синтезируемых растениями. Зависимость может быть прямой, как у травоядных, или непрямой, как у плотоядных, которые питаются другими животными, в том числе травоядными, или комбинированной 1. Запасенная энергия переводится в форму, в которой она может использоваться растительными и животными клетками для выполнения какойлибо работы, например, синтеза других молекул, или же механической, электрической и осмотической работы. Исходным материалом для фотосинтеза служат углекислый газ атмосферы и вода. Для синтеза органических веществ растения используют только неорганические вещества азотистые, фосфорные, сернистые соединения. Источником азота служат также молекулы атмосферного азота, который способны фиксировать бактерии, живущие в корневых клубеньках, главным образом бобовых растений.