Изменение параметров флуоресценции диатомовой водоросли Thalassiosira weissflogii в процессе роста при разных условиях облучения и минерального питания

• Автор: Конюхов, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 103 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Структурная организации и функционирование фотосннтетического аппарата.

1.2. Световая регуляция первичных процессов фотосинтеза.

1.3. Параметры флуоресценции хлорофилла как показатель эффективности работы фотосннтетического аппарата растений.

1.4. Оптические методы исследования природного фитопланктона

1.4.1. Измерение параметров флуоресценции хлорофилла водорослей.

1.4.2. Влияние спектральных характеристик источника возбуждения и детектора флуоресценции на экспериментально определяемые параметры флуоресценции хлорофилла.

1.4.3. Спектроскопия поглощения клеток водорослей

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объект исследования.
2.2. Специализированное оборудование, созданное на кафедре биофизики биологического фта МГУ
2.2.1. Спектрофотометр.
2.2.2. Флуорнмстр для регистрации индукционной кривой флуоресценции с микросскупдным временным разрешением.
2.2.3. Фосфороскоп.
2.2.4. Установка для измерений спектров испускания флуоресценции.
2.2.5.Флуориметр субнаносекундного временного разрешения.
2.3. Проведение измерений в процессе роста культур клеток
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЗЛ. Спектры испускания флуоресценции хлорофилла при разном состоянии реакционных центров ФС2
3.2. Выбор оптической плотности образца для измерений параметров флуоресценции
3.3. Способ измерения фотохимического выхода ФС2 по кривой индукции флуоресценции
3.4. Индукционные кривые флуоресценции хлорофилла суспензий клеток . viii, адаптированных к темноте
3.5. Параметры флуоресценции хлорофилла . viii при разных температурах.
3.6. Изменение функциональных характеристик фотосиптетического аппарата . iii в процессе роста клеток в накопительной культуре
3.6.1. Общая характеристика роста клеток 7. и
изменений их пигментного аппарата в накопительной культуре.
3.6.2. Изменение в процессе роста параметров флуоресценции хлорофилла . viii
ОБСУЖДЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ НО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Высокое временное разрешение, чувствительность и возможность автоматического измерения большего числа параметров флуоресценции без специальной подготовки проб воды позволяет более полно охарактеризовать состояние фотосинтетического аппарата микроводорослей в природной среде. Таким образом, на новом методическом уровне стало возможным изучить связь между состоянием ФСА и широким кругом параметров флуоресценции хлорофилла культур водорослей при разных условиях освещения и минерального питания. ГЛАВА 1. Структурная организация и функционирование фотосннтетического аппарата. Процесс фотосинтеза лежит в основе биологической продуктивности мирового океана. В данной экосистеме, основную часть первичной продукции производят микроводоросли. Фотосинтез протекает в специализированных органеллах клетки хлоропластах. Различают световые первичные и темновые вторичные стадии фотосинтеза. В результате данных процессов происходит восстановление ПАДФ и синтез АТФ Говинджи, , Рубин, . Световые стадии протекают в тилакоидах, в которых собраны основные элементы ФСА свстособирающие и электроитранспортные комплексы, а также АТФсиитазный комплекс. Темновые стадии включают в себя цикл биохимических реакций цикл Кальвина, приводящих к синтезу органических соединений из С и воды. Ферменты темповых стадий локализованы в езроме хлоропластов. Для эффективного поглощения света молекулы хлорофилла и каротиноидов собраны в макромолекулярные комплексы, основой которых являются молекулы мембранных белков. Образованный таким образом светособирающий антенный комплекс вместе с фотохимически активным реакционным центром называется фотосинтстической единицей Кукушкин, Тихонов, . В фотосиптетичсском аппарате растений функционируют два типа единиц одни образованы реакционными центрами ФС1, а другие реакционными цензрами ФС2 . По количеству реакционных центров выделяют моно и мультицентральные фотосинтетические единицы. Передача энергии внутри свстособирающей антенны происходит от коротковолновых форм хлорофилла к длинноволновым, что обеспечивает направленную миграцию энергии поглощенных квантов света с периферических участков антенны к реакционным центрам. Кроме того, в антенный комплекс входят каротииоиды, поглощающие свет в той области спектра, в которой молекулы хлорофилла поглощают слабо. За счет этого происходит повышение вероятности поглощения света. Размер светособирающей антенны обычно больше у тенелюбивых растений, чем у растений, выросших в условиях высокой освещенности Тихонов, . Фотохимический реакционный центр представляет собой димер молекул хлорофилла, который ирает роль ловушки энергии возбуждения от светособирающего антенного комплекса. После попадания энергии возбуждения па реакционный центр происходит разделение зарядов, перенос электрона от хлорофилла к первичному акцептору и переход акцептора в восстановленное состояние. , i, . Величина квантовой эффективности первичного фотохимического процесса в реакционном центре близка к единице. В хлоропластах растений функционируют две фотосистемы ФС1 и ФС2, которые различаются по составу белков и пигментов и по оптическим свойствам i . Фотохимически активные компоненты реакционных центров ФС1 и ФС2 названы Р7оо и Рбхо в соответствии с их оптическими свойствами. ФС2 и се светособирающий комплекс располагаются преимущественно в мембранах гран. ФС1 и связанный с ней антенный комплекс расположены, в основном, в ламеллах стромы, а цитохромный комплекс распределен по всей фотосинтетической мембране Тихонов, . Две фотосистемы связаны между собой цепыо электронных переносчиков. Разделение зарядов в фотореакционных центрах Р7оо и Рбво инициированное светом, обеспечивает перенос электрона из системы разложения воды в ФС2 к конечному акцептору электронов НАДФ. Цепь электронного транспорта, соединяющая две фотосистемы, в качестве переносчика электрона включает в себя молекулы пластохинона, электронтранспортный белковый комплекс комплекс и водорастворимый белок пластоцианин.