Вопросы

4.1. Солнечная радиация охватывает широкий диапазон длин волн, от очень малых (космические лучи) до весьма больших (радиоволны) (см. рис. 1.3). Растения и животные используют, однако, лишь очень небольшую часть лучистой энергии, примерно в одном и том же интервале длин волн - от 400 до 750 нм. Чем можно это объяснить?

4.2. В зонах с умеренным климатом концентрация CO₂ в атмосфере меняется на протяжении года циклическим образом: зимой она бывает примерно на 1,5% выше, чем летом. Объясните это явление.

4.3. Что можно сказать о соотношении световых и темновых реакций фотосинтеза? Какую количественную характеристику этого соотношения подсказывает вам рис. 4.6?

4.4. В гл. 2 мы рассмотрели ультраструктуру хлоропластов. Изложите соображения по поводу связи между тонкой структурой хлоропласта и функцией этой органеллы.

4.5. Почему поглощающим пигментом при фотосинтезе считается хлорофилл, хотя лист содержит также ряд других пигментов, поглощающих свет? Какова функция этих других пигментов?

4.6. Приведите доводы, вынуждающие нас считать, что фотосинтез включает не один этап, а состоит из ряда реакций.

4.7. Какие соединения, образующиеся в световых реакциях фотосинтеза, используются при фиксации CO₂?

4.8. Эмерсон и Арнольд в 1932 г. обнаружили, что квантовый выход фотосинтеза можно увеличить, если вместо непрерывного освещения давать свет короткими вспышками с более длительными темновыми промежутками. Чем можно это объяснить?

4.9. Гербицид диурон подавляет фотосинтез, не влияя в заметной степени на дыхание. Как можно использовать это обстоятельство в исследованиях по фотосинтезу?

4.10. Если зеленый лист освещать в отсутствие CO₂, то он будет флуоресцировать. Введение CO₂ немедленно вызовет тушение флуоресценции. Чем можно это объяснить?

4.11. Проследите пути перемещения и метаболическую судьбу атома водорода из молекулы воды от момента, когда вода в виде дождя попадает в почву, и до момента, когда этот атом заканчивает свой путь и обнаруживается в молекуле крахмала в хлоропласте листа.

4.12. Каким образом кооперативное взаимодействие электронов и протонов создает условия для образования АТР в процессе фотосинтеза?

4.13. У растений, растущих на почвах, в которых не хватает определенных минеральных веществ, фотосинтез часто замедлен. Укажите вещества, недостаток которых мог бы вызвать такой эффект.

4.14. В растениях присутствуют два важных фермента - рибулозобисфосфат (RuBP) - карбоксилаза и фосфоенолпируват(ФЕП) - карбоксилаза. Опишите реакции, в которых участвует каждый из этих ферментов, укажите локализацию ферментов в листе и охарактеризуйте их функциональные взаимосвязи.

4.15. Что служит при фотосинтезе "сырьем" для цикла Кальвина - Бенсона? На какой стадии происходит фиксация этого материала, что является конечным продуктом цикла, откуда берется энергия, необходимая для осуществления этого процесса, и на что (в химическом смысле) эта энергия расходуется?

4.16. При каких условиях RuBP-карбоксилаза может действовать также и как RuBP-оксигеназа? Каков вероятный результат такой реакции?

4.17. Почему у C₄-растений отсутствует фотодыхание?

4.18. Влияет ли свет на интенсивность дыхания? Поясните свой ответ.

4.19. При фотодыхании образуются аминокислоты. Почему же в таком случае считают, что это неэффективный процесс и что материал в нем расходуется впустую?

4.20. Какого рода опыты вы бы поставили для того, чтобы определить, принадлежит ли исследуемое растение к C₃- или C-типу?

4.21. Чем фотосинтез у суккулентных растений отличается от фотосинтеза у мезофитов C₃- и C₄-типа?