Хлоропласты индукция

Применение индукции флуоресценции хлорофилла позволило создать биосенсор на основе хлоропластов высших растений, который способен обнаружить присутствие таких гербициды как триазины и фенилмочевины в концентрации [c.164]

Рис. 7.14. А. Индукция в выделении кислорода изолированными хлоропластами. Как видно из рисунка, задержки не зависят от интенсивности света, но зависят от температуры. Один электрод находился при температуре 5 °С, а другой — при 25 °С. Измерения при ярком освещении проводили одновременно непосредственно перед измерениями при арабом освещении- [42]. В. Индукция в фиксации СОг изолированными хлоропластами. Видно, что она не зависит от интенсивности света, но зависит от температуры, / — сильный свет, 25 °С, Я—слабый свет, 25°С, III — сильный свет, 10 °С, /У—слабый свет, 10 °С [11].

Рис, 7,32. Одновременное измерение выделения кислорода и фиксации СОа интактными хлоропластами шпината в присутствии ФГК или в ее отсутствие. Выделение кислорода показано сплошными линиями, а включение СОз в кислотоустойчивые продукты — линиями с кружками. ФГК практически полностью снимает индукцию в выделении кислорода и лишь незначительно уменьшает ее в фиксации СОг [33]. [c.204]

Индукция в реконструированной системе хлоропластов [c.205]

При стационарном фотосинтезе регуляция неорганическим фосфатом неотделима от его роли в индукции (разд. Т.Ю— 7.12 и рис. 7.23). Вот почему мы хотели бы здесь еще раз остановиться на основных общих чертах этих двух процессов. Прежде всего следует отметить, что часто на кривой, выражающей зависимость скорости фотосинтеза в изолированных хлоропластах от концентрации неорганического фосфата, наблюдается очень четкий оптимум (рис. 7.21). [c.284]

Возможность индукции Са -обмена как мессенджера с участием кальмодулина можно предположить в растительной клетке и на уровне органелл, с которыми связываются биогенные амины. Например, норадреналин, адреналин и серотонин стимулируют выход ионов кальция из интактных хлоропластов. [c.82]

Индукция мембранного потенциала в сферических везикулах под действием внешнегоэлектрического поля используется также в качестве метода исследования процессов переноса заряда в фотосинтетических мембранах. Воздействие внешнего электрического поля на набухшие хлоропласты вызывает сильное возрастание замедленной флуоресценции фотосистем I и П в связи с изменением вероятности рекомбинации разделенных зарядов при изменении напряженности поля в мембране (см. ХХУП1). Воздействие импульсного электрического поля на хлоропласты, набухшие в гипотонической среде, вызывает также изменения быстрой флуоресценции фотосистемы П, амплитуда которых зависит от состояния реакционного центра. [c.38]

Условия окружающей среды часто оказывают гораздо более выраженное воздействие на развитие растений, чем на развитие животных. У растений в ходе эволюции сформировались специальные механизмы для восприятия силы тяжести, температуры, интенсивности и продолжительности освещения. Ответы на эти сигналы часто оказываются весьма сложными и могут быть либо быстрыми и кратковременными (как при движении хлоропластов, индуцированном светом, см. разд. 20.4.10), либо медленными и продолжительными (как в случае длинного светового дня, который необходим для индукции цветения некоторых растений или длительного периода охлаждения, необходимого для нрорастания многих семян). [c.435]

Превращения Фк Фдк действуют как метаболический механизм, включающий и выключающий определенные реакции. Это переключение косвенно регулирует множество биофизических, биохимических, гистологических и морфологических процессов в растениях (рис. 11.11). Многие из наступающих изменений происходят после первого воздействия света на этиолированный проросток, когда некоторая часть его фитохрома переходит в форму Фдк. Эти изменения, обобщенно называемые деэтиоля-цией, помогают растению адаптироваться к свету. При этом изменяется активность многих ферментов и содержание растительных гормонов, из этиопластов развиваются хлоропласты, происходит синтез хлорофилла, каротиноидов и актоциановых пигментов из предшественников. После позеленения этиолированных проростков система фитохромов продолжает влиять на рост и развитие растения в течение всей его жизни. Взаимопревращения Фк и Фдк не только влияют на индукцию цветения у растений как короткого, так и длинного дня, но и участвуют также в регулировании клубнеобразования, покоя, опадения листьев и старения. Однако эффект превращений фитохрома в растениях, выросших на свету, зависит также от времени воздействия света. Чувствительность таких растений к определенным формам фитохрома имеет ритмический характер. Эта интересная проблема будет рассмотрена в следующей главе. [c.343]

Как уже говорилось в гл. 9, синий свет, поглощаемый, повидимому, флавопротеидом, может вызывать фототропический изгиб цилиндрических органов растения путем индукции латерального переноса ауксина, который приводит к неравномерному росту органа с двух сторон. Синий свет влияет также на множество других процессов и параметров, таких как открывание устьиц и сложенных листьев, движение цитоплазмы в клетках колеоптиля овса, вязкость цитоплазмы в клетках листьев водяного растения ЕШеа, движение хлоропластов у ряски (Ьетпа) и плоскость деления клеток в молодых спорофитах папоротника (рис. 11.20). Во всех этих реакциях соблюдается закон реципрокности, т. е. эффект зависит от общей энергии и произведение интенсивности света на время (14=К) является величиной постоянной. Таким образом, облучение при относительной интенсивности света 100, 10 и 1 даст одинаковый эффект при длительности соответственно 0,01, 0,1 и 1 с. Так как спектры действия для всех этих процессов удивительно сходны, мы можем заключить, что один и тот же пигмент образует один и тот же фотопродукт, способный регулировать различные физиологические процессы. Природа зтого фотопродукта еще не известна, хотя в различных растениях после фотоактивациифла-вина синим светом было обнаружено химическое восстановление определенного цитохрома. В этом процессе могли бы участвовать и промежуточные формы фитохрома. [c.355]

Быстрая фаза индукции флуоресценции влючает в себя изменения интенсивности сигнала флуоресценции до достижения пика Р (рис. 1.4). Для тилакоидов (хлоропластов без оболочки) и фрагментов тилакоидных мембран характерно отсутствие снижения флуоресценции после максимума (отсутствие медленной фазы), поэтому в данном случае максимальный уровень флуоресценции обозначают F . [c.24]

Индукция — это неотъемлемая особенность фотосинтеза. Если перенести целые листья растений, протопласты или хлоропласты из темноты на яркий свет, то фотосинтетическая ассимиляция углерода начинается ие сразу, а лишь по истечении некоторого индукционного периода. Может пройти несколько минут, преладе чем скорость станет максимальной. Напротив, большинство фотохимических процессов, например транспорт электронов, идет с более или менее максимальной скоростью с самого начала. Следовательно, индукция связана непосредственно с восстановительным пентозофосфатиым циклом. Оиа часто встречается в тех случаях, когда ие требуется участия устьиц. [c.166]

Индукция представляет собой в основном искусственный процесс в том отношении, что более или менее внезапный переход растений или листьев после довольно длительных периодов темноты в условия яркого освещеиия в природе встречается чрезвычайно редко. Этот процесс весьма интересен для исследователей, поскольку он позволяет гораздо лучше понять механизмы регуляции и взаимосвязь между хлоропластом и клеткой, в которой он находится. [c.167]

Накопление С в хлоропластах внутри листа измеряли при помощи иеводного фра.кцио-инрования как оказалось, процесс накопления С характеризуется такой же задержкой, как и выделения кислорода интакт-ной тканью (рис. 7.2). Р1ыдукция практически не зависит от интенсивности освещения, одиако на нее сильно влияет температура. Следовательно, индукция связана с биохимическими реакциями [скорость которых обычно удваивается при каледом увеличении температуры на 10°С (Рю=2)] более тесно, чем с истинно фотохимическими процессами, независимыми от температуры (рш = 1) (рис. 7.3). Индукционный период уменьшается, если. проводить повторное освещение после сравнительно небольшого периода пребывания в темноте (см. рис. 7.1 и 7.9). Очевидно, освещение позволяет снять какое-то ограничение, которое не сразу восстанавливается в темноте. [c.169]

Рис. 7.9. А. Отсутствие индукции в изолированных хлоропластах гороха после кратковременного пребывания в темноте [38а]. Прежде чем жорость фиксации СО2 достигала максимума, должно было пройти несколько минут. Однако после кратковременного затемнения фиксация СО2 возобновлялась без заметной задержки. По окончании освещения фиксации СО2 в темноте не было. Б. Сохранение скорости фотосинтеза после темпового периода. Две одинаковые реакционные смеси содержали хлоропласты гороха и ортофосфат (10" М). Одну из них подвергали краткому затемнению (см. Л), а другую нет. Запись вели одновременно. С — свет, Т — темнота.

Первые убедительные доказательства индукции в изолированных хлоропластах были получены Гиббсом и его сотрудниками. Сначала зтн доказательства основывались лишь иа измерениях включения СОа- Позднее Уокер и Хилл разработали метод получения систем хлоропластов, которые обладали высокой скоростью зависящего от СОа выделения Os и имели начальную лаг-фазу в условиях in vitro (рис. 7.9 и 7.13). Индукция in vitro характеризуется такой л<е зависимостью от температуры и относительной независимостью от иитенсивности света, как и ткань, из которой получены хлоропласты (ср. рис. 7.3 н [c.177]

Л и ). Следует отметить, что в опытах in vitro степень индукции вполне может быть завышена из-за несколько иного соотношения между хлоропластами и окружающей средой по. сравнению с, нативной клеткой. В листе отношение хлоро- [c.177]

Рис, 7,17. Возрастание концентрации ФГК и гексозо-монофосфатов (ГМФ) в строме хлоропластов во время индукции [26]. (В этом опыте и на рис. 7.16 длительность индукции составляла около 3 мин.) ПМФ — пен-тозомонофосфатщ. [c.184]

Рис. 7.23. Схематическое изображение взаимосвязи между индукцией, концентрацией ортофосфата и транспортом метаболитов. При нормальных концентрациях экзогенного ортофосфата триозофосфаты, образующиеся в ВПФ-цикле, могут а) включаться обратно в цикл, б) превращаться далее в крахмал и другие соединения в строме, в) экспортироваться из хлоропласта. При включении света наблюдающийся индукционный период будет отражать время, за которое благодаря автокаталитическому включению концентрация промежуточных продуктов достигнет стационарного уровня, определяемого преобладающей интенсивностью света. В течение этого периода быстрое использование промежуточных продуктов в цикле будет способствовать их включению в цикл. По мере достижения стационарного уровня относительный избыток триозофосфатов приведет к тому, что они все больше и больше будут экспортироваться из хлоропласта, а также запасаться внутри его в виде крахмала. При низких концентрациях экзогенного ортофосфата (в экспериментальных условиях этого можно добиться в некоторых тканях листа, давая им маннозу 33]) экспорт триозофосфатов снижается, а их избыток идет на синтез крахмала. При высоких концентрациях экзогенного ортофосфата усиленный экспорт приведет к уменьшению количества триозофосфатов, которые могут вновь включаться в цикл, к удлинению индукционного периода свыше обычных 1—3 мин (рис. 7.21). Существующие in vivo менее резкие колебания концентраций ортофосфата регулируют равновесие ме кду накоплением продуктов внутри хлоропласта и их экспортом в цитоплазму.

Одно время принято было считать, что в процессе индукции накапливаются нентозомонофосфаты. Как было показано Лилли и сотр. [26], во время лаг-фазы возрастает содержание рибуло-зобисфосфата, но особенно сильно увеличивается количество ФГК и гексозомоиофосфатов (рис. 7.17). В среде триозофосфата накапливается гораздо больше, чем ФГК, но его уровень в строме остается иизким. Как показали опыты с реконструированными хлоропластами, ФГК совсем или почти совсем ие вос- [c.195]

Регуляция восстановления ФГК путем изменения концентраций ADP представляет собой один из нескольких регуляторных механизмов (гл. 9). Если бы пеитозомоиофосфаты накапливались, отток АТР обеспечил бы снижение скорости образования этих соединений из ФГК до тех пор, пока не установится нормальное стационарное соотношение. Некоторое ограничение синтеза пентозофосфатов имело бы положительный эффект в том отношении, что благодаря ему снизилась бы скорость фотодыхательного метаболизма. Экспорт гексозомоиофосфатов из хлоропласта несколько затруднен (разд. 8.15), что, по-видимому, помогает регулировать экспорт соединений н нх использование внутри хлоропласта. Поскольку переносчик неорганического фосфата обладает высоким сродством к ФГК (разд. 8.23), при добавлении последней к хлоропластам период индукции в вы- [c.200]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология