die Fotosynthese. Das Versorgen der Energie. Die Fotoatmung

befinden Sie sich: die Fotosynthese. Das Versorgen der Energie

die Pflanzen, die nur den Weg Calvins verwenden - Bensons. Es ist üblich, als die ss-Pflanzen zu nennen, da das erste stabile Produkt der Fotosynthese bei ihnen von der Dreikohlenstoffvereinigung - FGK vorgestellt ist. Bei den ss-Pflanzen verliert sich der bedeutende Teil des bei der Fotosynthese fixierten Kohlenstoffes infolge des Zerfalles der Lebensmittel der Fixierung und der Absonderung СО2 in den Reaktionen hier, die mit dem Konsum des Sauerstoffs gehen. Dieser Prozess geschieht nur auf dem Licht, und deshalb war er als die Fotoatmung genannt. Die Fotoatmung ist verhältnismäßig vor kurzem geöffnet. Es klärt sich diese seine späte Eröffnung damit, dass die Absonderung СО2 bei der Atmung auf dem Licht von der Absorption СО2 im Laufe der Fotosynthese maskiert wird. Ursprünglich wird es, dass auch in der quantitativen Beziehung angenommen, und im Sinne des verwendeten Weges ist die Lichtatmung der Atmung in der Dunkelheit, jedoch identisch dann es hat sich herausgestellt, dass sich auf dem Licht grösser -

СО2. Es gelang, infolge der sorgfältigen Messungen des Gasaustausches unmittelbar gleich nach dem Einschluss oder der Ausschaltung des Lichtes festzustellen. Die zusätzliche Absonderung auf das Licht beobachtete СО2 klärt sich, wie es sich herausgestellt hat, nicht von der Verstärkung des normalen Prozesses der Atmung, und der Ergänzung in diesen Bedingungen ganz anderen Weges - die Fotoatmung.

ist die Fotoatmung davon bedingt, dass in Anwesenheit des Sauerstoffs geltend im Zyklus Calvins das Ferment RuBp-karboksilasa zu RuBP nicht nur СО2 verbinden kann, sondern auch СО2, so die Rolle RuBp-oksigenasy erfüllend. Der Beitritt des Sauerstoffs an das Molekül RuBP bringt zu ihrem solchem Zerspalten, bei dem sich anstelle zwei Moleküle FGK, die nach drei Atomen des Kohlenstoffes enthalten, ein Molekül fosfoglikolewoj die Säuren (enthaltend zwei Atome des Kohlenstoffes) und ein Molekül FGK bildet. So geschieht in oksigenasnoj die Reaktionen keiner Fixierung СО2. Fosfoglikolat ist es defosforilirujetsja später und verwandelt sich in glikolat, der aus chloroplasta in andere organellu handelt, auch umgeben von der Membran, - in peroksissomu. In peroksissome glikolat betritt die Reaktion

mit dem Sauerstoff, als dessen Ergebnis sich glioksilat und das Wasserstoffperoxid bilden. Das Peroxid zerfällt auf das Wasser und den Sauerstoff hier, und glioksilat verwandelt sich in die Aminosäure glizin. Gleich darauf bildet sich außer peroksissomy, und zwar in mitochondrijach, aus glizina die Aminosäure einer Serie (die unmittelbar in der Eiweißsynthese verwendet werden kann oder, die weiteren Umwandlungen zu ertragen, die zur Bildung der Glukose) führen. Bei dieser Reaktion aus zwei Molekülen glizina bildet sich ein Molekül serila und gleichzeitig hebt sich СО2 heraus. So verliert sich irgendwelcher Teil des Kohlenstoffes, der im Zyklus Calvins fixiert ist - Bensons, ohne die Pflanze irgendwie diesen Kohlenstoff wenn auch verwenden konnte. Der Sinn der Fotoatmung ist uns bis klar, aber vielleicht ist seine nützliche Funktion (wenn existiert diese) damit verbunden, dass es die notwendige Rolle im Metabolismus der salpetrigen Vereinigungen oder in ihrer Versetzung von einer organelly andere spielt, die Umwandlung glikolata in glizin gewährleistend. Es ist auch möglich, dass die Fotoatmung in den frühen Etappen der Existenz der Erde mit der Entwicklung der Fotosynthese entstanden ist. Damals ist es in der Erdatmosphäre, offenbar, es war der Sauerstoff nicht, deshalb fosfoglikolat konnte sich unter dem Einfluß von RuBp-karboksilasy nicht bilden. Jedoch wenn der Sauerstoff, der sich im Laufe der Fotosynthese heraushob, begonnen hat, in der Atmosphäre, in den Pflanzen, möglich angesammelt zu werden, hat die Ansammlung fosfoglnkolata angefangen, und vielleicht ist die Fotoatmung im Laufe der Evolution wie das Mittel, zulassend entstanden, diese Ansammlung zu beschränken.

Nicht bei allen Pflanzen die Fotoatmung im gleichen Maß intensiv. Merklich schwingt sich auch die Effektivität, von der verschiedene Arten der Pflanzen im Laufe der Fotosynthese СО2 fixieren. Die Intensität der Fotosynthese bei den subtropischen Gräsern, zum Beispiel, ist beim Mais, dem Zuckerrohr und sorgo (die Tabelle 4.1), doppelt mit überflüssig höher, als beim Spinat, dem Weizen, des Reises und der Bohnen. Die Pflanzen, die wirksamer diesen Prozess verwirklichen (sie nennen С4-растениями; wir werden über sie niedriger noch sagen), verwenden anderen Weg der Aneignung СО2 in den Verkleidungen der Gemäßbündel des Blattes (dem sogenannten d-Metabolismus), und wir werden hier in Kürze diesen Weg besprechen. Zur weniger wirksamen Gruppe gehören alle ss-Pflanzen; sie können bei der Lichtatmung bis zur Hälfte des ganzen Kohlenstoffes, der im Laufe der Fotosynthese assimiliert ist verlieren.

stellt die Möglichkeit, die Fotoatmung zu regulieren das große Interesse für die Physiologen der Pflanzen vor, da man die Ernten einiger Kulturen möglich wäre, ist offenbar, wenn irgendwelche Weise zu verringern diese Verluste der potentiellen Reserven der Pflanze nur gelingen wird zu verdoppeln. Die derartigen Versuche werden in verschiedenen Richtungen geführt. Es wird, zum Beispiel, die Abhängigkeit der Fotoatmung von den experimentalen Bedingungen untersucht damit, diese Bedingungen dort ändernd, wo es möglich ist, auf diese Weise das Foto -

die Atmung zu Minimum. Die hohe Konzentration СО2, die niedrige Konzentration des Sauerstoffs und die niedrige Intensität des Lichtes beschränken die Fotoatmung, als, übrigens klärt sich teilweise und die Tatsache, dass ' der Dünger von der Kohlensäure ' die Geschwindigkeit der Größe bei vielen Pflanzen erhöht. Es werden auch die chemischen Hemmstoffe der Fotoatmung erprobt, die giftig weder für die Pflanzen, noch für die sich mit ihnen ernährenden Tiere nicht sein sollen. Die Pflanzenzüchter suchen die Varianten oder die Mutanten der Pflanzen mit der niedrigen Intensität der Fotoatmung und versuchen, dieses Merkmal in den Genotyp der geschaffenen Sorten aufzunehmen. Es ist nötig, jedoch, sich zu erinnern, dass die Unterdrückung der Fotoatmung bei einigen Pflanzen die schädlichen Folgen haben kann. Vor kurzem hat es sich, zum Beispiel, in den Experimenten nach dem Studium der Größe der Pflanzen der Sojabohne, die sich das hohe Niveau der Fotoatmung unterscheiden, herausgestellt, dass obwohl bei den niedrigen Konzentrationen des Sauerstoffs die Fotoatmung auch der Pflanze vegetativ sinkt entwickeln sich besser, als in der gewöhnlichen Atmosphäre, sie bilden die reifen Samen nicht, wenn sich die Konzentration О2 niedriger als 5% zeigt. Von hier aus kann man schließen, dass bei einigen Pflanzen die Fotoatmung oder irgendwelche ihm begleitende Reaktionen notwendig sind damit der Lebenszyklus normal verlief. Wirklich, es ist schwierig, sich vorzustellen, wie die Fotoatmung im Laufe der Evolution entstehen könnte und, auf ihrer ganzen Ausdehnung erhalten bleiben, wenn es welcher auch immer prispossobitelnoj des Wertes entzogen wäre.