Фотосинтетическая активность хлоропластов и образование пространственно распределенных транспортных доменов в клетках пресноводной водоросли Chara corallina

• Автор: Черкашин, Александр Александрович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 93 с. : ил

Содержание

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Строение харовых водорослей.

1.2 Мембранный потенциал и ионный транспорт через плазмалемму харовых водорослей.

1.3 Влияние неперсмешиваемого слоя среды на фотосинтез у погруженных форм пресноводных макрофитов

1.4 Фотосинтетическая фиксация неорганического углерода

1.5 Транспорт неорганического углерода через плазмалемму харовых водорослей.

1.6 Изучение пространственно распределенных транспор тных доменов на плазмалемме харовых водорослей

1.7 Природа фотоиндуцированных зон у харовых водорослей.

1.8 Фотоиндуцированные домены харовых водорослей как явление биологической самоорганизации
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1 Растительный материал
2.2 Описание установки.
2.3 Измерение при помощи красителей.
2.4 Измерение сурьмяным микроэлектродом.
2.5 Измерение флуоресцентных параметров
2.6 Амперометрическое определение фотосинтетичсского выделения кислорода.
Содержание
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Образование кислых и щелочных зон на поверхности талломов С. согаПта.
3.2 Влияние интенсивности света на стационарные профили
3.3 Зависимость образования зон от предыстории освещения.
3.4 Кинетика образования зон .
3.5 Динамика формирования стационарных кольцевых зон .
3.6 Распределение при локальном освещении
3.7 Ингибирование образования зон диуроном.
3.8 Фотосинтетическая активность хлоропластов в кислых и щелочных зонах.
3.9 Возникновение пространственной гетерогенности фотосинтетичсскоп активности хлоропластов предшествует образованию зон
3. Неоднородность рСЬ вдоль поверхности таллома С. согаНта и се связь с неоднородностью
Глава 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Пространственновременная координация клеточных процессов одна из центральных проблем биологии, решение которой необходимо для понимания механизмов клеточного роста, дифференцировки и адаптации к условиям внешней среды. У растений морфогенез связан с нарушением симметрии деления и роста клеток , а рост клеток часто связан с подкисленном клеточных стенок 4. Ионные токи и неравномерное распределение ионных каналов играют ключевую роль в раннем морфогенезе зигот фукуса, причем свет является необходимым условием формирования полярности , . Некоторые водные растения на свету формируют значительные градиенты между верхней и нижней сторонами листа 5, что предположительно способствует оптимизации фотосинтеза в условиях недостатка главного источника неорганического углерода для биосинтеза в водной среде. Харовые водоросли обладают интересным свойством образовывать на ярком свету регулярно чередующиеся по длине клетки кольцевые функциональные домены , , 3. Различная РГтранспортная активность этих доменов проявляется в существенном подкислении и защелачивании наружной среды вблизи клетки , , . Между этими доменами возникает разность электрических потенциалов и протекают кольцевые электрические токи, причем эти токи по величине превосходят все известные у растений ионные токи 3. Харовые водоросли давно стали классическим объектом изучения трансмембранного транспорта, возбуждения и немышечных форм движения. Активные и пассивные транспортные системы достаточно хорошо изучены 3, , 3, 0, 1, 2. Было показано, что многие ионтранспоргные системы плазмалеммы стимулируются светом , 3, 4. Большинство работ, посвященных исследованию фотосинтеза у харовых водорослей были выполнены интегральными методами, не позволяющими обнаружить возможные различия между отдельными участками клетки , , . Интерес к проблеме формирования кольцевых пространственных доменов возрос в связи с возникновением и распространением в биологии новой парадигмы самоорганизации в неравновесных системах 1, 2, . Образование у харовых водорослей на свету регулярных пространственных доменов из бесструктурного состояния представляет несомненный теоретический интерес как яркий пример и удобная экспериментальная модель биологической самоорганизации. Кольцевые пространственные структуры у харовых водорослей формируются предположительно по рекционнодиффузиошюму механизму , , 8. Целью нашей работы являлось изучение пространственной гетерогенности НГтранспортной активности плазмалеммы и фотосинтетической активности хлоропластов. при различных условиях освещения клеток. Глава 1. Строение харовых водорослей. Харовые водоросли отдел это группа пресноводных макрофитов1 с характерным членистомутовчатым талломом 8, 9. На побегах с неограниченным ростом, состоящих из узлов и междоузлий, расположены мутовки побегов с ограниченным ростом, растущих из узлов таллома. Большинство видов харовых водорослей вокруг центральной стволовой клетки междоузлия имеют кору слой более мелких наружных клеток. Неко торые виды i i x i. i и ii лишены коры. Их междоузлия представляют собой гигантские цилиндрические клеткисинцитии, достигающие 1 мм в диаметре и десятков сантиметров в длину. Несмотря на уникальные размеры, строенение клеток междоузлий харовых водорослей вполне типично для растительных клеток. Центральное положение клетки занимает вакуоль, объем которой превышает общего объема. В эндоплазме, прилегающий к плазматической мембране, расположен неподвижный плотный слой хлоропластов, закрепленных при помощи актиновых тяжей. Узкая лишенная хлоропластов разделительная полоса рис. спирально опоясывает клетку. Внутренний, прилегающий к тонопласту рис. Т, слой цитоплазмы активно движется со скоростью 0 мкмс , причем по разные стороны от разделительной полосы движение направлено в прот ивоположные стороны. Макрофитами называют растения макроскопических размеров. Гигантские размеры талломов харовых водорослей делают более целесообразным их сравнение, по крайней мере при рассмотрении фотосинтеза и трансмембранного транспорта, с погруженными высшими водными растениями, чем с одноклеточными водорослями микроскопических размеров.