Фотосинтез: В 2-х т. Т. 2. Пер. с англ./Под ред. Ф51 Гошшджп. М.: Мир, 1987.— 460 с., ил.
Книга, написанная в основном американскими авторами, представляет собой фундаментальный труд, который исчерпывающим образом освещает проблему фотосинтеза.
Во 2-м томе рассматриваются вопросы механизма синтеза АТР, формирования, разности электрохимических потенциалов на фсл осиптетических мембранах, генетики и молекулярной биологии фотосиптезирующих бактерий, ц и а по бактерий и хлорояластов, фиксации СО? в растениях и бактериях, повышения продуктивности культурных р а стен пи, зависимости фотосинтеза от факторов окружающей среды.
Предназначена для биохимиков, биофизиков, физпологов растении, экологов.
ОГЛАВЛЕНИЕ
12
МЕХАНИЗМ СИНТЕЗА АТР (Дональд Р. Орт, Бруно А. Меландри)........... 5
I. ХЕМИОСМОТИЧЕСКОЕ СОПРЯЖЕНИЕ....... 7
A. Основные постулаты............. 7
Б Энергетические соотношения........... 9
B. Системы транспорта протонов.......... 14
Г. Различие между гипотезой хсмиосмотичсского сопряжения и двухфазной моделью сопряжения Уильямса......... 18
П. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РЕАКЦИЙ И КОМПОНЕНТОВ,
УЧАСТВУЮЩИХ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ СОПРЯЖЕНИИ . . 20
A. Направленность реакций переноса электронов и протонов ... 20 Б. Пространственное распределение комплексов сопрягающего фактора 22
B. Фосфорплирующая единица........... 24
III. ТРАНСМЕМБРАННЫИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ ИОНОВ ВОДОРОДА............. 25
А Кинетика формирования электрохимического градиента протонов и
ее связь с индукцией фосфорилирования ....... 26
Б. Фотофосфорилировапие в стационарных условиях..... 30
В. Синтез АТР под действием искусственного градиента ионов . . 39
Г. Делокализацпя сопряжения........... 41
IV. СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ПРИ ФОТОСИНТЕЗЕ 45
А. Стехиомстричсские соотношения для хлоропластов..... 46
Б. Стехиометрические соотношения при бактериальном фотосинтезе 54
Литература............... 60
13
ФОРМИРОВАНИЕ РАЗНОСТИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕ-
СКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ НА ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ
МЕМБРАНАХ (Вольфганг Юнге, Дж. Бэз Джексон) . 65
I. ВВЕДЕНИЕ............... 66
II. МЕМБРАНА................ 71
А. Размеры и форма пузырьков........... 71
Б. Электрохимические параметры.......... 72
III. ИЗМЕРЕНИЕ МЕМБРАННОГО ПОТЕНЦИАЛА..... 76
A. Электроды................ 76
Б. Электрохромпзм в тилакоидах и хроматофорах..... 78
B. Экзогенные вещества, используемые в качестве зондов для измсре-
от-
ния мембранного потенциала........• „I,.
Г. Перераспределение ионов............ °°'
Д. Замедленная флуоресценция ...........
IV. ЭЛЕКТРОГЕННЫЕ РЕАКЦИИ В ТИЛАКОИДАХ И ХРОМАТО-
ФОРАХ............... 90
A. Электрогенные реакции в тилакоидах........ 90
Б. Элсктрогснные стадии реакций в хроматофорах . . ... '01
B. Собственная ионная проводимость мембран тилакоидов и хромато-форов и ее изменения под действием внешних агентов . . - J07
Г. Локализованное и делокализованное электрическое поле . . ЮЗ
V. ПРОТОЛИТПЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В ТИЛАКОИДЛХ И ХРОМА-
ТОФОРАХ
A. Красители — индикаторы рН.......... ;11
Б, Протолитические реакции с участием хинонов...... Н4
B. Высвобождение протонов внутри тилакоидов при окислении воды ИЗ
VI. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ И РАБОЧИЕ ГИПОТЕЗЫ 122-
A. Тилакоиды............... '22'
Б. Хроматофоры.............. 125-
B. Сравнительные аспекты ... ....... 127
Литература.............. 128
14 ВВЕДЕНИЕ В ГЕНЕТИКУ И МОЛЕКУЛЯРНУЮ БИОЛОГИЮ ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ. ЦИАНОБАКТЕРИЙ И ХЛОРОПЛАСТОВ (Венеция А.
Саундерс, Деннис Е. Буэтоу)....... 136
Литература........... 137
15 ГЕНЕТИКА И МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ И ЦИАНОБАКТЕРИЙ (Венеция А. Саундерс)....... Ш
I. ВВЕДЕНИЕ............... 133-
П. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ФОТОСППТЕЗПРУЮЩНХ
ПРОКАРИОТ........... . . 140
A. Геном................ 140
Б. Внехромосомная ДНК.......... .141
B. Рибонуклеиновая кислота .......... !44
III. МУТАЦИИ У RHODOSPIRILLACEAE, ВЛИЯЮЩИЕ НА ФОТОСИНТЕЗ ................ 147
IV. СИСТЕМЫ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА II ГЕНЕТИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ............. 150
A. Трансдукция.............. 151
Б. Агент переноса генов Rhodopscudomonas capsuiata .... >5l
B. Трансформация............. 152"
Г. Конъюгация.............. 154
Д. Картирование генов фотосинтеза...... . . 157
V. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ . . 158
VI. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ........ 160-
Литература............... 160
ОГЛАВЛЕНИЕ
16
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ ХЛОРОПЛАСТОВ
(Деннис Е. Буэтоу)..........
166
I ВВЕДЕНИЕ............... 168
П. ХЛОРОПЛАСТНЫЙ ГЕНОМ.......... 169
A. Аналитическая сложность........... '69
Б. Физико-химические свойства хлоропластной ДНК..... '^
B. Молекулярные размеры и плоидность........ 175
Г. Компоненты ............... 176
Д. Репликация хлоропластной ДНК.......... 'J7
Е. Генетическая информация, заключенная в хлоропластной ДНК '79 Ж. Физическое картирование с помощью рестриктируюгцих эндонук-
леяз . . ........... loo
3. Регуляция хлоропластных генов.......... 188
III. ХЛОРОПЛАСТНАЯ РНК........... 190
.А. РНК-полимераза.............. 190
Б. Рпбосомная РНК.............. 191
В тРНК................. 194
Г. Матричные (информационные) РНК......... 198
IV. ЭВОЛЮЦИЯ ХЛОРОПЛАСТНОГО ГЕНОМА...... 200
А. Ферменты рестрикции и анализ с помощью молекулярной гибридизации ............'..... 200
Б. Филогенетические взаимоотношения с прокариотическим геномом 201
V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............. 204
Литература................
17 ПУТИ ФИКСАЦИИ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА У РА-
СТЕНИЙ И БАКТЕРИЙ (Дж. А. Бассэм, Боб. Б. Бью-
кенен).............. 207
I. ВВЕДЕНИЕ............... 220
II. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПЕНТОЗОФОСФАТПЫИ ЦИКЛ 222
A. Распределение и локализация .......... 222
Б. Циклический путь ассимиляции С02 ........ 223
B. Стехиометрия и энергетика........... 225
Г. О'ь^рыгце цикла............. 226
Д. Реакции восстановительного пентозофосфатного цикла . . . 229
Е. Метаболическая регуляция ВПФ-цикла........ 232
Ж. Использование метаболитов цикла углерода...... 242
III. МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ ПУТЬ ЧЕТЫРЕХУГЛЕРОДПЫХ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ.......... 247
A. Распространение, локализация и функции....... 247
Б Ci-цнклы......."......... 248
B. Открытие С4-пути фотосинтеза.......... 251
Г. С4-реакции: ферменты и регуляция......... 252
Д. Физиологическая регуляция.......... 256
IV. МЕТАБОЛИЗМ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ У ТОЛСТЯНКОВЫХ 256
ОГЛАВЛЕНИЕ
V. ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИИ ................ 257
VI. ФИКСАЦИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА У ФОТОТРОФНЫХ БАКТЕРИИ: ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ЦИКЛ И СВЯЗАННЫЕ С НИМ РЕАКЦИИ......259
VII. АССИМИЛЯЦИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА С УЧАСТИЕМ ФЕР-РЕДОКСИНА У ФОТОТРОФНЫХ РАСТЕНИИ.....260
A. Синтез пирувата.............. 260
Б. Синтез а-оксоглутарата............ 261
B. Синтез а-оксобутирата............ 262
Г. Синтез фепилпирувата............ 262
Д. Синтез а-оксоизовалсрианата.......... 263
Е. Синтез формиата............. 263
Ж. Восстановительный цикл карбоновых кислот (ВЦКК) . . . 264
VIII. ПУТЬ АССИМИЛЯЦИИ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА .... 265
IX. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ........266
Литература...............266
18 ЗАВИСИМОСТЬ ФОТОСИНТЕЗА ОТ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (Джозеф Л. ?,•/>/>« и У. Д-VW С. Даунтон)............273
I. ВВЕДЕНИЕ...............276
II. ОТВЕТНЫЕ РЕАКЦИИ РАСТЕНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЯ УСЛОВИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ......... 276
A. Устьичное п псустьичное лимитирование....... 277
Б. Двойственная роль устьиц........... 281
B. Лимитирование на субклеточном уровне....... 285
III. ЗАВИСИМОСТЬ ФОТОСИНТЕЗА ОТ ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕТА И ЕЕ РЕГУЛЯЦИЯ...........
A. Поглощение света.............
Б. Квантовый выход.............
B. Адаптация при переходе свет — тень .......
Г. Фотоингибирование.............
IV. ЗАВИСИМОСТЬ ФОТОСИНТЕЗА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ . .
A. Обратимые изменения............
Б. Необратимые реакции............
B, Адаптация к резкой смене температурного режима
V. ВОДНЫЙ СТРЕСС И ФОТОСИНТЕЗ........
А. Последствия закрывания устьиц.........
Б. Нсустьичное ппгибирование ...........
VI. ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ...........
А. Снижение потери влаги............
Б. Устойчивость к засухе ...........
VII. ОТВЕТНЫЕ РЕАКЦИИ РАСТЕНИИ НА НЕДОСТАТОК МИНЕРАЛЬНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ И ЗАСОЛЕНИЕ . . 336
А. Недостаток минеральных веществ (азота, калия, фосфора и железа) .............'. . . . 336
ОГЛАВЛЕНИЕ
Б. Влияние засоления............. 33S'
VIII. ВЛИЯНИЕ НА ФОТОСИНТЕЗ ЗАГРЯЗНЕНИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.............. 345
А. Газообразные загрязнения . . ........ 345
Б. Тяжелые металлы............. 3o.j
IX. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............. 355
Литература............... Зоб
19
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДОСТИЖЕНИЙ НАУКИ О ФОТО-
СИНТЕЗЕ В ЦЕЛЯХ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИИ (Роджер М. Джиф-
форд, Колин Л. Д. Дженкинс)....... 365
I. ВВЕДЕНИЕ...... ........ 367
А. Фотосинтез как иерархический процесс......... 367
Б. Подходы к проблеме повышения продуктивности ..... 368
II. СПОСОБНОСТЬ ПОСЕВОВ К ПОГЛОЩЕНИЮ СВЕТА ... 369
A. Введение................. 369
Б. Устойчивость хлорофиллоносного покрова....... 369
B. Индекс листовой поверхности........... 371
Г. Длительность существования листовой поверхности (ДСЛП) . . 3/7
Д. Структура растительного покрова ......... 378
III. ОТБОР РАСТЕНИИ ПО ИНТЕНСИВНОСТИ ФОТОСИНТЕЗА 381
А. Введение................. 381
Б. Отбор растений по интенсивности чистого фотосинтеза и его составляющим ................ 381
В Причины неудач отбора по интенсивности фотосинтеза . . . 392
IV. ВОЗДЕЙСТВИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА ФОТОСИНТЕЗ И ФОТОДЫХАНИЕ . ............
A. Введение . . ...............
Б. Химическое ингибированпе фотодыхания.......
B. Получение гербицидов, специфично влияющих на С.4-иетаболизм фотосинтеза............... 401
V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............. 402
Литература............... 403
20 ГЛОБАЛЬНЫЙ ФОТОСИНТЕЗ И ПРОБЛЕМА ПИ-
ЩЕВЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ (Роджер
М. Джиффорд)........... 412
I. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ........... 412
II. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ БИОСФЕРЫ 413
А. Глобальная первичная продуктивность ........ 413
Б. Первичная продукция, используемая человеком..... 417
III. ПРОДУКЦИЯ ФОТОСИНТЕЗА, ЗАКЛЮЧЕННАЯ В ИСКОПАЕМЫХ ОСТАТКАХ.............. 419
A. Эра ископаемого топлива............ 419
Б. Масштабы использования ископаемого топлива по сравнению с первичной продукцией............. 42С-
B. Перспективы добычи ископаемого топлива и потребности человека 42!
ОГЛАВЛЕНИЕ
IV. ГЛОБАЛЬНЫЙ ЦИКЛ УГЛЕРОДА........ 425
A, Размеры фондов и потоки........... 425
Б. Изменение содержания СО2 в атмосфере и вызывающие его причины ................. 428
B. Возможные изменения климата .......... 434
V. СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ФОТОСИНТЕЗОМ, ПИЩЕЙ И ТОПЛИВОМ ................. 435
A. «Энергия поддержания» для пищи и топлива...... 435
Б. Биомасса как альтернатива нефти......... 439
B. Диоксид углерода в атмосфере, продукция сельского хозяйства и продуктивность биосферы.......... 443
VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: РЕСУРСЫ ФОТОСИНТЕЗА И БУДУЩЕЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА .............. 446
Литература............... 448
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ........... 454
УКАЗАТЕЛЬ ЛАТИНСКИХ НАЗВАНИЙ........ 456
Цена: 250руб.
