Разработка флуорометрических методов оценки состояния фотосинтетического аппарата для биоиндикации среды

• Автор: Казимирко, Юрий Валерьевич
• Шифр специальности: 03.00.02, 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИИ ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Структурюфункциональная организация фотосинтетического аппарата

1.2 Природа быстрой флуоресценции хлорофилла а в фотосинтетнческих

1.3 Методы измерения быстрой флуоресценции хлорофилла и аппаратура для изучения состояния природного фитопланктона и растительных организмов
1.4 Перспективы использования флуоресцентных методов в экологическом мониторинге ГЛАВА 2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
2.1 Разработка флуорометрических приборов для диагностики состояния фотосинтезирующих объектов

2.1.1 Зондфлуорометр

2.1.2 Бортовой флуорометр

2.1.3 Проточный флуоромстр

2.1.4 Микрофлуорометр
2.1.5 Флуорометрический индикатор физиологического состояния растений
2.1.6 Импульсный флуорометр для бесконтактной регистрации флуоресценции
хлорофилла посева растений
растений и водорослей
мембранах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Кривая индукции флуоресценции и отражает переходные процессы изменения состояния первичных фотохимических реакций и последующих ферментативных процессов фиксации двуокиси углерода. Кинетика индукционной кривой флуоресценции несет информацию об основных биофизических характеристиках фотосинтетического преобразования энергии, скорости фотосинтетического транспорта электронов в реальных условиях освещения, и влиянии факторов окружающей среды на состояние ФСА и растения в целом Карапетян, Бухов, Рубин и др. , vi, . Разработаны теоретические и полуэмлирические модели, которые связывают изменения выхода флуоресценции с квантовой эффективностью фотохимических реакций в реакционных центрах фотосистемы 2 ФС2 числом первичных и вторичных акцепторов электрона концентрацией Р0, временем реакций на донорной стороне и состоянием кислородвыделяющей системы функциональным эффективным размером поперечным сечением поглощения светособирающей антенны ФС2 переносом энергии между реакционными центрами и кинетикой переноса электрона на акцепторной стороне ФС2 Гольдфельд, Карапетян, Кочубей, Кукушкин, Тихонов, Рубин, Шувалов, vvi, ii . Флуоресцентный мегод обладает рядом достоинств. Он является неразрушающим и позволяет в течение короткого времени получать данные о состоянии ФСА объектов в естественной среде обитания. Высокая чувствительность метода дает возможность проводить надежные измерения при исследовании природного фитопланктона даже в самых низкопродуктивных акваториях океана. Появление новых источников и детекторов видимого излучения стимулировали развитие технической базы для исследования состояния фотосинтезирующих организмов флуоресцентными методами. Венедиктов и др, Гольд и др, Ильяш и др, Погосян, . i . , i, . Фотосинтез, в котором генерируется флуоресценция хлорофилла, является ключевым звеном сложной системы метаболизма, обеспечивающей в итоге рост и развитие растений и одноклеточных водорослей в соответствии с генетической программой. В фотосинтезе происходит преобразование энергии света в энергию химических связей продуктов фотосинтеза Бухов, Рубин, , Рубин, Крснделева, , . Простая модель первичных процессов фотосинтеза ППФ включает две фотосистемы ФС1 и ФС2. ФС2 окисляет воду с выделением кислорода и протонов и восстанавливает первичный и вторичный хинонные акцепторы и . ФС1 переносит электрон от пула пластохинона к конечном акцептору электрона С ,для восстановление которого требуется АТФ, образующаяся за счет энергии протонного градиента на тилакоидной мембране хлоропластов, сопряженного с расщеплением воды и переносом электронов молекулами пластохинона с внешней на внутреннюю сторону тилакоидной мембраны Кренделева, , i, . Вся совокупность ППФ, протекающих в фотосинтстических мембранах, осуществляется с участием пяти белковых и пигментбелковых комплексов ПБК, встроенных в мембрану тилакоида, три из которых фотосистемы ФС1, ФС2 и цитохромный комплекс взаимодействуют с подвижными переносчиками пластохиноны, пластоцианин, ферридоксин Фд, генерируя поток электронов от воды до i, , vi, V, . Общая организация элеюронтранспортной цепи ЭТЦ показана на рис. Рис. I. Общая схема процессов, рассматриваемых в комплексной модели первичных процессов фотосинтеза. ФСК ФС2 фотосистемы 1 и 2, ЬГ цитохромный Ь6 комплекс. СЫ хлорофилл антенны. Р6. Роо пигменты реакционных центров фотоситем 2 и 1. ФС2, Ь и Ьь низко и высокопотенциальный темы цитохрома Ь, . железосерный центр Риске. Г цитохром Г. РеБ ФСК Р РрН2 пластохинол Нс1 фсррсдоксин. Рс пластоцианин. ЯСОО буферные группы. Знаки и к показывают, что в результате светоиндуцированных процессов люмен тилаконда заряжается положительно, а сгрома хлоропласта отрицательно. Жирные стрелки обозначают кванты света и флуоресценции. Гонкими стрелками показан перенос электронов по цепи электронного транспорта и потоки ионов Н К и СГ после включения освещения.