Фізіологія рослин - Мусієнко М.М. 2001

Фотосинтез: фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти
Контрольні запитання і завдання

1. Сонячне випромінювання охоплює широку амплітуду довжин хвиль — від ультракороткохвильових до радіохвиль. Який діапазон займає фотосинтетично активна радіація?

2. Поясніть суть і значення фотосинтезу.

3. Напишіть загальне рівняння фотосинтезу.

4. Розкажіть історію формування уявлень про природу фотосинтезу, чому його називають унікальною в фізико-хімічному та загальнобіологічному відношеннях функцією зеленої рослини?

5. Дайте характеристику морфології і структури фотосинтетичного апарату рослин. Що означають терміни: ламела, строма, грана, тилакоїд?

6. Дайте порівняльну характеристику фотосинтетичного апарату еволюційно різних груп рослин.

7. Назвіть фотосинтетичні пігменти рослин. Яка їх роль у фотосинтезі?

8. Що являє собою хромофорна група хлорофілу? Чим зумовлена здатність хлорофілу до оборотних окислювально-відновних реакцій?

9. Чому в процесі еволюції рослини набули зеленого кольору?

10. Поясніть функціональне та екологічне значення спектрально різних форм пігментів у фотосинтезуючих організмів.

11. Наведіть докази того, що фотосинтез включає не один етап, а складається із цілого ряду реакцій різноманітної природи (фотофізичних, фотохімічних, ензиматичних)?

12. Які основні етапи біосинтезу хлорофілів?

13. Назвіть можливі електронно-збуджені стани хлорофілів та існуючі шляхи їх дезактивації.

14. Дайте визначення реакційного центру та фотосинтетичної одиниці. Що таке фотосистема?

15. Встановлено, що квантовий вихід фотосинтезу можна збільшити, якщо замість неперервного освітлення давати світло короткими спалахами з темновими проміжками. Чим це пояснюється?

16. Назвіть компоненти електронтранспортного ланцюга фотосинтезу. Які альтернативні шляхи транспорту електронів ви знаєте?

17. Яким чином формується кисень в реакціях світлової стадії фотосинтезу?

18. Дайте характеристику первинних процесів фотосинтезу.

19. Що таке фотосинтетичне фосфорилування?

20. Яким чином кооперативна взаємодія електронів і протонів створює умови для утворення АТФ в процесі фотосинтезу?

21. Дайте характеристику структурної організації фотосистеми І та II, проміжної ланки зв’язку між ними та АТФ-азного комплексу.

22. Назвіть основні продукти світлової стадії фотосинтезу.

23. Що таке темнова стадія фотосинтезу?

24. В рослинах присутні два важливих ферменти — рибулозобіфосфаткарбоксилаза та фосфоенолпіруваткарбоксилаза. Опишіть реакції, в яких бере участь кожний із цих ферментів, та дайте характеристику їх функціонального взаємозв’язку.

25. Який зв’язок існує між світловою та темновою стадіями фотосинтезу?

26. Дайте характеристику основних етапів циклу Кальвіна.

27. Що таке С₄-тип фотосинтезу?

28. За яких умов фермент рибулозобіфосфаткарбоксилаза функціонує як оксигеназа?

29. Чому рослини з С₄-типом фотосинтезу характеризуються більш високою продуктивністю та посухостійкістю?

30. Що таке фотодихання?

31. Чим фотосинтез у сукулентів відрізняється від фотосинтезу у С₃- та С₄-типу рослин?

32. Як впливають зовнішні фактори (температура, світло, концентрація СО₂ тощо) на інтенсивність фотосинтезу?

33. Від яких параметрів фотосинтетичного процесу залежить продуктивність сільськогосподарських рослин?

34. Яка роль теорії фотосинтезу в розвитку рослинництва?

35. Назвіть шляхи збільшення коефіцієнта корисної дії використання енергії, сонячних квантів у процесі фотосинтезу.

36. Що таке фоторедукція, які основні риси бактеріального фотосинтезу?

37. Що таке гетеротрофний та автотрофний типи живлення рослин? Які джерела енергії можуть бути використані для побудови органічної речовини гетеротрофами і автотрофами?

38. В рослині існують два основних шляхи перетворення вуглецю в процесах фотосинтезу: С₃- і С₄- шляхи. Що обумовило таку назву їх? Перелічіть їх основні відмінності (первинні акцептори СО₂, проміжні продукти, первинні продукти, структурні особливості фотосинтетичного апарату тощо).

39. Перенесення електрона в електрон-транспортному ланцюгу Z-схеми фотосинтезу обумовлює появу позитивно зарядженої «дірки» в Р₇₀₀ фотосистеми І. Яким чином цей дефіцит заповнюється:

а) під час циклічного транспортування; б) при нециклічному транспортуванні?

40. Назвіть приклади взаємного впливу зовнішніх факторів на інтенсивність фотосинтезу.

41. Яким чином, згідно хеміосмотичної теорії П. Мітчела, утворюється електрохімічний потенціал іонів водню ΔμН на мембранах хлоропласта? Які дві складові він має?

42. Яка роль Мn в фотохімічних реакціях? Чому у випадку з бактеріальним фотосинтезом він не потрібен?

43. Дайте характеристику еволюції фототрофної функції у рослин.