Биология. В 3-х томах. Т. 1

Регулируют открывание устьиц (обеспечивают открывание устьиц только на свету, когда идет фотосинтез).

Мезофилл

Содержит специальные органеллы для фотосинтеза-хлоропласта, в которых находится хлорофилл. У двудольных растений палисадные клетки мезофилла, содержащие наибольшее число хлоропластов, расположены непосредственно под верхней поверхностью листа, что обеспечивает максимальное улавливание света. Палисадные клетки вытянуты, что увеличивает вероятность поглощения ими света. Хлоропласты расположены по периферии клеток, что облегчает газообмен с межклеточным пространством. Хлоропласты могут обладать фототаксисом (т. е. перемещаться внутри клетки по направлению к свету). У двудольных растений губчатый мезофилл содержит крупные межклеточные пространства, что обеспечивает эффективность газообмена. (Листья однодольных растений также содержат крупные межклеточные пространства.)

Проводящая система

Снабжает водой, участвующей в процессе фотосинтеза, а также минеральными солями. Транспортирует продукты фотосинтеза. Колленхима и склеренхима служат опорой растению.

9.6. Хлорофилл а поглощает красный свет примерно вдвое интенсивнее, чем хлорофилл b, а его максимум поглощения приходится на несколько более длинные волны (волны с меньшей энергией). Поглощение в синем свете идет слабее и смещено к несколько более коротким волнам (волнам с большей энергией). Обратите внимание, что эти различия вызваны очень незначительными изменениями в химической структуре.

9.7. Хлорофилл а имеет более низкую энергию возбуждения. Таким образом хлорофилл b может передать возбужденные электроны (эквивалентно энергии) на хлорофилл я, несмотря на то что при переносе некоторая часть энергии теряется в виде тепла.

9.8. Темно-синий цвет красителя по мере его восстановления должен исчезнуть, оставив зеленый цвет хлоропластов.

9.9. ДХФИФ должен остаться синим в контрольных пробирках 2 и 3. На примере пробирки 2 показано, что одним светом нельзя вызвать изменения цвета и что для осуществления реакции Хилла необходимы хлоропласты. На примере пробирки 3 видно, что для протекания реакции Хилла свет необходим так же, как и хлоропласты.

9.10. Двумя органеллами, наиболее близкими к хлоропластам по размерам, являются ядра (немного больше) и митохондрии (немного меньше). Для того чтобы выделить чистые хлоропласты, необходимо более точное дифференциальное центрифугирование или центрифугирование в градиенте плотности.

9.11. Косвенные данные позволяют предположить, что ядра и митохондрии не участвуют в восстановлении ДХФИФ, так как для этого необходим свет, а эти органеллы не содержат ни хлорофилла, ни любого другого видимого пигмента.

9.12. Для того чтобы уменьшить активность фермента. Во время гомогенизации ферменты, разрушающие химические соединения клетки, могли высвободиться из других частей клетки, например из лизосом или вакуолей.

9.13. Клеточные реакции проходят эффективно только при определенных рН; любое существенное изменение рН, вызванное, например, высвобождением кислот из других частей клетки, может повлиять на активность хлоропластов.

9.14. а) Вода; б) ДХФИФ.

9.15. Только с нециклическим фотофосфорилированием: 1) выделился кислород; 2) электроны были захвачены ДХФИФ, поэтому они не могли вернуться в ФС I.

9.16. а) У хлоропластов отсутствуют оболочка (ограничивающая мембрана) и строма. Осталась только внутренняя система мембран.

б) Среда без сахарозы является гипотонической для хлоропластов. Не имея защитной клеточной стенки, разрушенной во время гомогенизации клеток, хлоропласты осмотически поглощают воду, набухают и лопаются. Строма растворяется, остаются только мембраны.

в) Данные изменения желательны, потому что лопнувшие хлоропласты обеспечивают более эффективный доступ ДХФИФ к мембранам, где протекает реакция Хилла.

9.17. Открытие реакции Хилла послужило поворотным пунктом по нескольким причинам:

1) Она показала, что выделение кислорода может происходить без восстановления двуокиси углерода, доказывая тем самым, что световые и темновые реакции и реакции расщепления воды разобщены.

2) Она показала, что хлоропласты могут осуществлять светозависимое восстановление акцепторов электронов.

3) Она предоставила биохимические данные о том, что световая реакция фотосинтеза полностью сосредоточена в хлоропласте.

9.18. Изотоп с непродолжительным периодом полураспада (например, ¹¹С, 20,5 мин) быстро распадается, так что его уже нельзя обнаружить; следовательно, его пригодность для биологических экспериментов, которые зачастую требуют для своего завершения нескольких часов или дней, существенно ограничивается.

9.19. Биохимические реакции, протекающие в процессе фотосинтеза у Chlorella и у высших растений, сходны; по этой и по ряду приведенных ниже причин при изучении фотосинтеза обычно используется Chlorella:

1) Культура Chlorella фактически является культурой хлоропластов, так как большая часть объема каждой клетки занята отдельным хлоропластом.