Зависимость флуоресцентных параметров микроводорослей от факторов среды, включая антропогенные загрязнения

• Автор: Осипов, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 03.00.16, 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИ1 ЕРАТУРЫ

1.1. Организация фотосинтетического аппарата

1.2. Фотосистема 2

1.3 Влияние факторов внешней среды на фотосинтез микроводорослей.

1.3.1. Влияние светового режима выращивания на состояние фотосинтетического аппарата водорослей

1.3.2. Влияние недостатка минерального питания на состав и

активность фотосинтетического аппарата

1.4. Природа быстрой флуоресценции хлорофилла а в

фотосинтетических мембранах
1 5. Методы и приборы измерения быстрой флуоресценции
хлорофилла а для изучения состояния ФСА водорослей
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАИЯ
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследование закономерностей изменений параметров быстрой флуоресценции хлорофилла под действием света повышенной интенсивности у культур диатомовых водорослей и
на природном фитопланктоне
3.2. Изменение харакгеристик флуоресценции у водорослей в условиях разного фона минерального питания
3.3. Влияние загрязнений солями ртути и меди на
параметры флуоресценции водорослей
3.3.1. Изучение токсического действия хлорида и метилртути на фотосинтетический аппарат диатомовых водорослей флуоресцентным методом
3.3.2. Изучение токсического действия сульфата меди Си4 на фотосинтетический аппарат диатомовых водорослей флуоресцентным методом
3.4 Изучение изменений параметров флуоресценции у природного фитопланктона в разных условиях на примере Чернот и Балтийского морей с использованием проточного и погружного
флуориметров
3.4.1. Исследования фитопланктона с использованием проточного
флуоримстра
3.4.2. Исследования фитопланктона с использованием погружаемого флуориметра
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Начальный этап фотосинтеза световая стадия, в ходе которой осуществляется поглощение и фотохимическое преобразование энергии света Рис. У растений световая стадия протекает в тилакоидных мембранах хлоропластов с участием пяти типов надмолекулярных белков и пигментбелковых комплексов. Последние выполняют функции внутренней антенны и обеспечивают эффективную миграцию энергии в пределах комплекса к РЦ. Два типа центров, относящихся к ФС 1 и ФС 2, объединены в единую систему с помощью переносчиков электронов и протонов вместе с цитохромом Ьс комплексом. В фотосистеме 1 поглощение энергии используется для переноса электронов к низкопотенциальному акцептору А, который через ряд переносчиков восстанавливает НЛДФ. Фотосистема 2 включает в себя РЦ и другие компоненты, участвующие в окислении воды, выделении молекулярного кислорода, переносе протонов и элекгронов, восстанавливающих реакционные центры ФС 1 Шувалов, Апбегеьоп, упп . Еще один комплекс светособирающий ССК, содержащий хлорофилл и другие пигменты, не учаегвует в электрон транспортных реакциях, но играет важную роль в поглощении квантов свез а и в передачи энергии света на фотосистемы. Ассиметрия расположения основных элсктронтранспортных комплексов в тилакоидных мембранах создаег структурную основу для направленного трансмембранного переноса электронов, сопряженного с накоплением протонов и образованием электрохимического градиента протонов на тилакоидных мембранах. Происходящая в результате трансмембранного переноса электронов и протонов энергизация тилакоидных мембран обеспечивает образование АТФ за счет акгивности АТФсопрягающего комплекса Шувалов, . У водорослей, адаптированных к темноте, электронтранспортная цепь ЭТЦ находится преимущественно в окисленном состоянии. Индукция фотосинтеза вызывает сначала почти полное восстановление переносчиков в цени, после которого происходит активация фермента ферредоксинНАДФ редуктазы и цикла Кальвина, приводящая к оттоку элекгронов из ЭТЦ и частичному реокислению восстановленных компонентов ЭТЦ. Последовательное восстановление переносчиков в ЭТЦ хорошо проявляется по индукционным кривым флуоресценции хлорофилла после включения света см. При комнатной температуре флуоресценция главным образом связана с фотосистемой 2, поэтому ее организация нами подробно рассмотрена ФС 2 является надмолекулярным хлорофиллбелковым комплексом. Используя энергию поглощенных квантов света ФС 2, окисляет воду и восстанавливает пластохинон ПХ, выполняя роль ПХредуктазы. Эффективность ноглощенния энергии светового излучения, запускающей световые реакции фотосинтеза, обеспечивают главным образом пигменты светособирающей антенны. Сфокусированная антенной энергия возбуждения с большей вероятностью передается к реакционным центрам РЦ ФС 2. Структура и состав светосборщиков вспомогательных пигментбелковых комплексов с дополнительными пигментами различаются у разных групп водорослей. Тилакоидные мембраны зеленых водорослей содержат специализированный ССК2, в котором молекулы Хл ау Хл и ксантофилл нековалентно связаны с рядом гетерогенных полипептидов i, . Различают 4 типа ССК2 а, Ьу с, ii , , , образуемые белками с молекулярными массами, соответственно, кДа, кДа, или кДа и кДа и имеющих разное соотношение Хл аХл от 0,9 до 2,2. В настоящее время охарактеризован наиболее полно комплекс, содержащие два основных белка и кДа со сходной первичной структурой и обнаруженный у большинства исследованных видов высших растений и зеленых водорослей , . Комплекс предположительно содержит 6 полипептидов, каждый из которых связывает по приблизительно 3 молекулы Хл а и Хл Ь, а также 1 молекулу ксантофилла , . Около общего ССК может фосфорилироваться мсмбрансвязанной киназой, активируемой при высокой степени восстановленности пластохинонового пула. Часть фосфорилированного ССК формирует мобильную фракцию, участвующую в перераспределении энергии возбуждения между ФС 1 и ФС 2 . , .