Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
насыщающие вспышки света (задача 7-26). Хлоропласты предварительно
помещали в темноту на 40 мин, чтобы они все пришли в одинаковое "фоновое"
состояние.
7-26
100
оба эффекта можно было обратить путем выключения источника 200 света
(рис. 7-15, А). В присутствии гербицида DCMU, блокирую- л щего транспорт
электронов через цитохромы и подавляющего § выделение 02, восстановление
цитохрома светом с длиной волны с 562 нм прекращалось, вместо этого
происходило небольшое н дополнительное окисление (рис. 7-15, Б).
"
A. Свет какой длины волны стимулирует фотосистему I, а какой-фо- |
тосистему II у исследованных водорослей? °
Б. Каким образом эти результаты подтверждают Z-схему фотосинте- 1 за, т.
е. идею о том, что существуют две фотосистемы, связанные 0 цитохромами?
B. В какой части цепочки цитохромов гербицид DCMU блокирует рис 7
электронный транспорт - ближе к фотосистеме I или к фотосистеме ПОДКИ(
И? ных в
(НС1)
Фотосистема II принимает электроны от воды, что сопровождает- раста! ся
образованием 02, и передает их затем по электронтранспортной 7-27). цепи
к фотосистеме I. Каждый фотон, поглощенный фотосистемой ствии И, может
вызвать перенос только одного электрона, и еще четыре °РДИН; электрона
должны быть отняты от воды, чтобы образовалась однанои KI
молекула 02. Таким образом, для выделения одной молекулы кислорода
необходимо четыре фотона:
2НгО + 4hv->4e~ + 4Н+ + О,.
случая действ а зате: 15 с ш и 32РС
Каким образом объединены четыре фотона при образовании 02? Ьали и
Обязательно ли, чтобы четыре фотона достигли одного реакцион- синтез ного
центра одновременно? Могут ли четыре активированных АТР. реакционных
центра действовать кооперативно для выделения одной молекулы 02? Или
существует некий тип "зубчатого колеса", отбирающего четыре электрона от
воды и переносящего их по одному в реакционный центр? Чтобы изучить эту
проблему, вы освещаете выдержанные в темноте хлоропласты шпината серией
коротких насыщающих вспышек света (длительностью 2 мкс). разделенных
небольшими интервалами темноты (0,3 с), и измеряете выделение 02,
происходящее в результате этих вспышек При таком световом режиме
большинство фотосистем улавливает фотон при каждой вспышке. Как видно из
рис. 7-16, 02 выделяется с отчетливой периодичностью: первый резкий
подъем выделения
02 приходится на момент третьей вспышки света, а последующие пики-на
каждую четвертую вспышку начиная с этого момента.
Если вы сначала подавляете реакционные центры фотосистемы
II гербицидом DCMU (на 97%), а затем повторяете вышеописанный опыт, то
будет наблюдаться та же периодичность выделения
02, но пики будут составлять только 3% от их величин в опыте без
ингибирования. -г
A. Каким образом эти результаты помогают выбрать одну из Tpeig
возможностей, сформулированных в начале этого раздела (одно-- временное
действие, кооперативность между реакционными цент-& рами, "зубчатое
колесо")? " юо
Б. Как вы считаете, почему первый подъем выделения 02 происходи! | после
третьей вспышки света, тогда как последующие максимумы0 возникают с
периодичностью в четыре вспышки? (Какой вывод можно сделать из этого
наблюдения относительно состояния хлоропластов, адаптированных к
темноте?)
B. Можете ли вы объяснить, почему периодичность выделения 0,рИс. 7-1
становится менее выраженной с увеличением числа вспышек светаразных
опыта (
300
200
6,5
Преобразование энергии: митохондрии и хлоропласты 91
Рис. 7-17. Образование АТР при подкислении суспензии тилакоид-ных
везикул соляной кислотой (НО) и янтарной кислотой в возрастающих
концентрациях (задача 7-27). Образование АТР в присутствии НС1 показано
точкой на оси ординат, где концентрация янтарной кислоты равна нулю. Во
всех случаях суспензию подвергали воздействию кислоты в течение 60 с, а
затем обрабатывали в течение 15 с щелочью в присутствии ADP и 32Р04;
затем реакцию останавливали и измеряли количество ново-синтезированной
радиоактивной АТР.
Рис. 7-18. Образование АТР при разных pH на щелочной стадии опыта (задача
7-27).
7-27 Хлоропласты синтезируют АТР в принципе так же, как митохондрии:
транспорт электронов сопряжен в них с перекачиванием протонов, а энергия
аккумулируется в возникающем электрохимическом протонном градиенте,
использующемся для образования АТР с помощью АТР-синтетазы. В одном из
ранних и наиболее убедительных тестов на хемиоосмотическое сопряжение
электронного транспорта и синтеза АТР использовались тила-коидные
везикулы, выделенные из хлоропластов шпината.
В этих опытах образование АТР определяли в суспензии тила-коидных
