Автор
Сообщение

Проходим фотосинтез в Лицее, и мне дали "партийное задание" (а нечего с вопросами лезть)) составить доклад на тему, приведенную выше. Ищу, ищу и ничего не нахожу. Хочу знать конкретные механизмы, благодаря которым растения могут фотосинтезировать при температуре до -5.

Надеюсь, вы сможете мне это объяснить, либо дадите полезную ссылку.

P.S.: 420-616-758 - номер аси

В общих чертах - нужно, чтобы цитоплазма не замерзала, а мембраны не рвались и оставались текучими. Т.е. общие адаптации к холоду на уровне клетки (изменение липидного состава мембран, синтез антифризов - самых разных). Адаптации самого фотосинтетического аппарата вторичны - может, например, просто увеличиваться количество рибулозобисфосфаткарбоксилазы, занимающейся фиксацией углекислоты - как правило, именно эта реакция лимитирует скорость фотосинтеза, и именно она и весь цикл Кальвина наиболее сильно снижают скорость при понижении температуры.

Литературу сегодня попробую поискать.

Добавлено спустя 40 минут

Посмотрите, если найдете, Фотосинтез (под ред. Говинджи). М.: Мир, 1987 г - Д.А.Берри, У.Дж.С.Даунтон Зависимость фотосинтеза от факторов окружающей среды т.2. Гл.18. с.273-364. (Зависимость фотосинтеза от температуры и Неустьичное фотоингибирование).


отредактировал(а) ondatr: 29.12.2009 09:25 GMT

Я не уверена, но по-моему РиБФ-карбоксилаза плохо работает при низких температурах...

Посмотрите по этим ссылкам, возможно, будет полезно.

Вообще все адаптации к фотосинтезу при низких температурах начинаются с физиологического и анатомического уровней - со строения листа, например, хвоинки сосны, температура внутри которой может быть на 4-5 градусов выше, чем в окружающем пространстве засчёт частичного расходования энергии АТФ на обогрев. Таже один из механизмов адаптации - гель-золь переходы, убирающие свободную воду из клетки.

Лучше быть, чем казаться

Quote

Bright Shine :Я не уверена, но по-моему РиБФ-карбоксилаза плохо работает при низких температурах...

Я не нашел подобных ссылок, хотя вообще фазовые переходы с инактивацией (изменения третичной структуры) у ферментов возможны. Другое дело, что у разных ферментов цикла Кальвина разные температурные коэффициенты, и при низких температурах лимитировать темновые реакции будет уже не Rubisco, а другие ферменты. Или транспорт электронов между фотосистемами - диффузия пластохинона останавливается при "кристаллизации" мембраны сразу и очень сильно.

Рийна, вы правы, при любом похолодании разобщение производства и расходования АТФ на биосинтез - одна из самых первых реакций. Почти весть АТФ используется на разогрев клеток, ну ни кроме того на синтез антифризов. Менять экспрессию генома уже поздно.

Снижение интенсивоности работы РБФК при низких температурах описано в учебнике по физиологии растений под ред. Ермакова. Правда, без объяснений, просто факт. Насчёт экспресии генома - думаю, у растений, постоянно живущих в условиях низких температур, экспрессия генов отличатеся от родственных видов, живущих в других условиях. Я так понимаю, автору темы интересны особенности растений, постоянно живущих при низкой температуре, а не механизмы быстрой адаптации к случайным понижениям.

Неплохая ссылка: ,

Лучше быть, чем казаться

Снижение активности любого фермента с понижением температуры - это общеизвестно, но интересно, что скорость ферментных реакций при этом меняется только при насыщающих концентрациях субстрата - и максимальная скорость, и Км снижаются примерно в одинаковой степени, и при лимитировании субстратом (как в случае CO2 и Рубиско) одно уравновешивает другое. Но я говорил о холодовой инактивации, а не просто о снижении активности.

Quote

Я так понимаю, автору темы интересны особенности растений, постоянно живущих при низкой температуре

Я тоже так понимаю. Но тут как раз не стоит ждать каких-то существенных адаптаций именно фотосинтетического аппарата - в первую очередь будет меняться липидный состав и синтезироваться антифризы. Вот, может быть, защита от фотоингибирования?