Клеточная биология (цитология)

Содержание

Слайд 2

C4-фотосинтез, или цикл Хэтча — Слэка, — путь связывания углерода, характерный

C4-фотосинтез, или цикл Хэтча — Слэка, — путь связывания углерода, характерный для высших

растений, первым продуктом которого является четырёхуглеродная щавелевоуксусная кислота, а не трёхуглеродная 3-фосфоглицериновая кислота, как у большинства растений с обычным C3-фотосинтезом.
Слайд 3

C4-растения выработали Механизм концентрирования CO2 в месте локализации Рубиско, создающий благоприятные

C4-растения выработали Механизм концентрирования CO2 в месте локализации Рубиско, создающий благоприятные

условия для работы этого фермента у C4-растений.
CO2 ассимилируется в клетках мезофилла в виде четырёхуглеродной органической кислоты, которая затем транспортируется в клетки обкладки сосудистых пучков, где декарбоксилируется, высвобождая CO2.
Слайд 4

Дополнительные шаги по фиксации углерода в C4-пути требуют дополнительных затрат энергии

Дополнительные шаги по фиксации углерода в C4-пути требуют дополнительных затрат энергии

в форме АТФ.
Для регенерации акцептора углерода в цикле Хэтча — Слэка, то есть превращения пирувата в ФЕП, требуются дополнительно 2 молекулы АТФ. В итоге на одну молекулу CO2 в C4-пути расходуется 5 молекул АТФ и 2 молекулы НАДФН.
Слайд 5

Особая структура листа C4-растений (кранц-анатомия, нем. Kranz — корона, венец). Первое

Особая структура листа C4-растений (кранц-анатомия, нем. Kranz — корона, венец). Первое описание сделано

в 1884 году немецким ботаником Готлибом Габерландтом.
Слайд 6

Слайд 7

СУБЕРИНОВЫЙ СЛОЙ — часть вторичной утолщенной оболочки растительной клетки, пропитанной суберином.

СУБЕРИНОВЫЙ СЛОЙ
— часть вторичной утолщенной оболочки растительной клетки, пропитанной суберином.

Оболочки клеток, в которых возникает субериновый слой, становятся непроницаемыми для воды и газов (напр., клетки пробки).

Первичную фиксацию CO2 у C4-растений осуществляет фермент фосфоенолпируваткарбоксилаза, расположенная в клетках мезофилла. В отличие от Рубиско, она фиксирует углекислый газ в форме гидрокарбонат-иона HCO3−, а не CO2.
Образование HCO3− из CO2 происходит с участием цинк-содержащего фермента карбоангидразы, которая также локализована в цитозоле клеток мезофилла и ускоряет установление равновесия между двумя формами углекислоты:
СО2 + Н2О ↔ НСО-3 + Н+

Слайд 8

ФЕП-карбоксилаза катализирует необратимую конденсацию молекул ФЕП и HCO3− с образованием оксалоацетата

ФЕП-карбоксилаза катализирует необратимую конденсацию молекул ФЕП и HCO3− с образованием оксалоацетата

На

первой, обратимой стадии реакции один фосфатный остаток передаётся с АТФ на неорганический фосфат с образованием пирофосфата, а второй (Фβ) присоединяется к пирувату. Локализованная в строме хлоропластов пирофосфатаза мгновенно гидролизует образовавшийся пирофосфат, что делает реакцию необратимой.
Слайд 9

Три типа C4-фотосинтеза НАДФ+-малатдегидрогеназный тип. НАД+-малатдегидрогеназный тип. ФЕП-карбоксикиназный тип.

Три типа C4-фотосинтеза
НАДФ+-малатдегидрогеназный тип.
НАД+-малатдегидрогеназный тип.
ФЕП-карбоксикиназный тип.

Слайд 10

НАДФ-МДГ тип C4-фотосинтеза. ФЕП = фосфоенолпируват; OA = оксалоацетат; М =

НАДФ-МДГ тип C4-фотосинтеза. ФЕП = фосфоенолпируват; OA = оксалоацетат; М =

малат; Пир = пируват; ФЕПК = ФЕП-карбоксилаза; ПФДК = пируватфосфатдикиназа; НАДФ-МДГ = НАДФ-зависимая малатдегидрогеназа; НАДФ-МЭ = НАДФ-зависимый малик-энзим.
Слайд 11

НАД-МДГ тип C4-фотосинтеза. М = Малат; ФЕП = Фосфоенолпируват; OA =

НАД-МДГ тип C4-фотосинтеза. М = Малат; ФЕП = Фосфоенолпируват; OA =

оксалоацетат; Пир = пируват; Асп = аспартат; Ала = аланин; Глу = глутамат; α-КГ = α-кетоглутарат; КА = карбоангидраза; ФЕПК = ФЕП-карбоксилаза; ПФДК = пируватфосфатдикиназа; НАД-МДГ = НАД-зависимая малатдегидрогеназа; НАД-MЭ = НАД-зависимый малик-энзим; АлаAT = аланинаминотрансфераза; АспAT = аспартатаминотрансфераза
Слайд 12

ФЕПКК тип C4-фотосинтеза. М = Малат; ФЕП = Фосфоенолпируват; OA =

ФЕПКК тип C4-фотосинтеза. М = Малат; ФЕП = Фосфоенолпируват; OA =

оксалоацетат; Пир = пируват; Асп = аспартат; Ала = аланин; Глу = глутамат; α-КГ = α-Кетоглутарат; КА = карбоангидраза; ФЕПК = ФЕП-карбоксилаза; ПФДК = пируватфосфатдикиназа; НАДФ-МДГ = НАДФ-зависимая малатдегидрогеназа; НАД-MЭ = НАД-зависимый малик-энзим; АлаAT = аланинаминотрансфераза; АспAT = аспартатаминотрансфераза; ФЕПКК = фосфоенолпируваткарбоксикиназа
Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Симбиоз в ходе эволюции

Симбиоз в ходе эволюции

Слайд 16