О КОМПАНИИ
ООО "ВиАТорг"
г. Белгород
ПРОДУКЦИЯ
Cосуды Дьюара криобиологические
КОНТАКТЫ
Связь с нами

ПРОДУКЦИЯ
Cосуды криобиологические (Сосуды Дьюара)



КОНТАКТЫ
ООО "ВиАТорг", г. Белгород
Компания "ВиАТорг" официальный представитель Харьковского завода транспортного оборудования в России поставляет криобиологические сосуды (Сосуды Дьюара) по России и странам СНГ.
У нас Вы можете купить Сосуды Дьюара недорого

E-mail:viatorg@yandex.ru

СТАТЬИ
Биотехнологии, принципы и применение


Партнеры
Объявления


Популярное
Интересные факты криобиологии
Переработка отходов сельского хозяйства
Еще в начале века было выявлено, что из навоза можно полу­чать горючий газ, а отходы использовать как удобрение. Пред­принимались попытки найти практическое применение этому про-дессу, но в целом ин ...

Производство органических кислот
Среди органических кислот самая важная — уксусная. На ры­нок США ее ежегодно поступает около 1,4 млн. т общей стои­мостью до 500 млн. долл. (без учета уксуса). В прошлом ос­новную часть уксусной ...

Виннокаменная кислота
Виннокаменная кислота является обычным побочным про­дуктом виноделия. Однако ее можно получать и путем микроб-уной трансформации 5-оксоглюконовой кислоты. Штаммы, способные превращать глюкозу в 5-оксо ...

Поверхностные покрытия
Поверхностные покрытия (краски, различные типы лаков) иг­рают двоякую роль: они выполняют декоративную функцию и защищают покрываемую поверхность от вредных воздействий среды, в том числе и от микроор ...

Моноклональные антитела
Один из результатов использования метода слияния клеток млекопитающих чрезвычайно быстро нашел применение в био­технологии: это линии клеток, полученных при гибридизации с участием клеток миеломы (так ...

Химические соединения
Применение биологических систем для производства химических соединений в принципе дает ряд преимуществ, однако сегодня лишь малое их число получают с помощью биотехнологических процессов. К ним относя ...

Переработка отходов сельского хозяйства в анаэробных условиях
При переработке органических отходов в анаэробных условиях образуется горючий газ, на 60% состоящий из метана, и твер­дый остаток, содержащий весь или почти весь азот и все другие питательные вещества ...

Роль биотехнологии в производстве высококачественного топлива
Роль биотехнологии в производстве высококачественного топлива («premium fuels») из биологиче­ского сырья. Начнем с того, что термин «биомасса», который многими микробиологами понимается в относительно ...

Фитотоксичность
Фитотоксичность Ясно, что контактирующие с питательным раствором части уста­новки не должны выделять токсичные вещества, которые могли бы замедлить рост растений или даже вызвать их гибель. Без опаски ...

Выход продукции
При образовании метана, когда субстратом является глюкоза, весовой выход газа составляет только около 27%, а выход энер­гии (теоретически) — более 90%. Однако на практике из-за сложного состава ...

Системы переработки отходов в аэробных условиях
Для переработки твердых отходов необходимо много времени и средств, поэтому на фермах с интенсивной технологией для их удаления стали широко использовать воду. Образующуюся взвесь закачивают в хранили ...

Гибридизация путем скрещивания
Наиболее простой путь создания организмов с желаемым комп­лексом генетически обусловленных признаков — это скрещива­ние штаммов, принадлежащих к противоположным половым типам. Как про так и эука ...

Dewar's flask
Dewar's flask Sir James Dewar © MARY EVANS PICTURE LIBRARY We have all been there. You are at a party where you know almost no one. Eventually you strike up a casual con ...

Оптимизация биокатализатора
Особенности конфигурации биореактора, используемого в био­технологическом процессе, определяются биохимическими и био­физическими свойствами избранного биокатализатора. От его природы зависит также и ...

Производство алкогольных напитков
Получение напитков путем спиртового брожения — одно из древнейших бродильных производств. Первыми из таких напит­ков были, видимо, вино и пиво. До появления работ Пастера в конце XIX в. о сути п ...

Две разновидности биотехнологии
Если рассмотреть, чем занимается сегодня биотехнология, то нетрудно убедиться, что существуют две ее разновидности, раз­личающиеся по ценности получаемых продуктов и по масштабу их производства. Разли ...

Применение микроорганизмов для экстракции металлов из минералов
Вероятно, из всех аспектов микробиологической технологии меньше всего рекламируется и больше всего недооценивается применение микроорганизмов для экстракции металлов из минералов, для концентрирования ...

Удобрения
Потребность в более дешевых высококачественных белках жи­вотного происхождения непрерывно возрастает, а число работ­ников сельского хозяйства, призванных удовлетворять эту рас­тущую потребность, все в ...

Йогурт
Это один из древнейших продуктов, получаемых путем фермен­тации. После термообработки молоко заквашивают добавлени­ем 2—3% закваски йогурта. Главную роль здесь играют бакте­рии Streptococcus the ...

Химические вещества, получаемые из биомассы
Известно, что после окончания второй мировой войны химиче­ская промышленность получала из природного газа и нефти разнообразные виды сырья высокой чистоты в большом коли­честве и по относительно стаби ...


Фотосинтез
Биотехнологии » Энергия и биотехнология


Фотосинтез является ключевым процессом жизнедеятельности и осуществляется в основном в растениях. В простейшей форме он описывается реакцией
Фотосинтез
Кроме углерода, водорода и кислорода в ходе светозависимых реакций, протекающих в растениях, в состав органиче­ских веществ включаются также азот и сера.
Основные процессы фотосинтеза сегодня уже хорошо изве­стны. Они протекают в хлоропластах (рис. 2.2), которые погло­щают СО2, поступающий в растение путем диффузии. Первич­ный процесс карбоксилирования осуществляется в строме (части хлоропласта, содержащей мало мембран) и катализиру­ется рибулозобисфосфат-карбоксилазой (РБФК). В результате образуются две молекулы трехуглеродной кислоты (фосфоглицерата, ФГ), которые затем восстанавливаются с образованием молекул трехуглеродного сахара — триозофосфата. Это вещест­во в хлоропластах служит предшественником крахмала, но мо­жет поступать и в цитоплазму, где оно используется при синтезе сахарозы. Часть связанного углерода повторно поступает в восстановительный пентозофосфатный цикл (ВПФ-цикл), поддер­живая фонд акцептора СО2, рибулозобисфосфата.
ВПФ-цикл «работает» в направлении   синтеза,   используя энергию гидролиза АТР и окисления NADPH. АТР и NADPH
Хлоропласты высшего растения.
 
Рис. 2.2. Хлоропласты высшего растения.

образуются в ходе так называемых световых реакций фотосин­теза, которые идут в мембранных (тилакоидных) структурах хлоропластов. Для восстановления СО2 до СН2О нужно не ме­нее четырех электронов. Имеющиеся на сегодня данные говорят в пользу «Z-схемы» фотосинтеза, который протекает в результате кооперативного взаимодействия двух фотосистем (ФС I и ФС II, рис. 2.3), объединенных связующей цепью реакций пере­носа электрона. Восстановление NADP до NADPH происходит в ФС I при участии содержащего серу и железо белка ферредоксина.
Схема переноса электронов при фотосинтезе.

Рис. 2.3. Схема переноса электронов при фотосинтезе.
 
Свет улавливается своеобразными антенными хлорофилл-белковыми комплексами, и энергия его передается в реакцион­ный центр (Ртоо) ФС I, представляющий собой особым обра­зом устроенный комплекс хлорофилла а и белка. Здесь проис­ходит разделение заряда, и в результате восстанавливается ферредоксин. Электроны поступают от воды и передаются на руоо по связующей электрон-транспортной цепи от ФС II. В ходе идущей при участии ФС II реакции из воды образуется О2.
Переносчики электронов располагаются внутри мембраны тилакоидов таким образом, что поперек нее формируется элект­рохимический градиент, сопряженный с переносом электронов.
Соответствующий электрохимический потенциал используется для синтеза АТР. Белок, участвующий в этом процессе, известен как сопрягающий фактор и обладает свойствами обращенной АТРазы.
Длина волны света, поглощаемого хлорофиллами и други­ми фотосинтетическими пигментами, определяется свойствами этих молекул; именно от этого зависит, какая часть солнечного спектра может быть использована растениями (фотосинтетиче-ски активная радиация, ФАР). Она составляет в пересчете на энергию 45—50% всего падающего на растение солнечного све­та. Способность улавливать свет — первый из ограничительных факторов, определяющий эффективность фотосинтеза, если ис­ходить из количества падающего света.
При малой освещенности фотосинтез лимитируется световы­ми реакциями, а при более высокой интенсивности света или более низкой температуре — возможностями темновых реакций метаболизма углерода. У многих С3-растений умеренного кли­мата световое насыщение наблюдается при 100—150 Дж/м-2-1, что соответствует 50%-ной интенсивности солнечного све­та. При высоких интенсивности света и температуре влаги обыч­но не хватает (водный стресс). Стресс выражается в закрытии устьиц и подавлении метаболизма углерода. Таким образом, в полевых условиях взаимодействие световых и темновых реак­ций и их регуляция за счет диссипации (рассеивания) излишней световой энергии становятся определяющими.
В функционирующих хлоропластах каждая электрон-транс­портная цепь может осуществлять акт передачи каждые 15 мс. На ярком свету молекула хлорофилла в среднем поглощает фо­тон один раз в 100 мс, а в условиях слабого или рассеянного освещения даже реже. Однако, поскольку каждый реакционный центр связан с несколькими сотнями светособирающих молекул пигмента, интенсивность переноса электронов увеличивается. Время с момента поглощения света до попадания возбуждения в ловушку измеряется пикосекундами. Однако перенос электро-н.а осуществляется медленно, и лимитирующая реакция синтеза АТР протекает за время порядка 20 мс.
Как показано на рис. 2.3, в ходе фотосинтеза энергия элект­ронов изменяется от потенциала воды (+0,8 В) до потенциала СН2О (—0,43 В). Эта разность потенциалов эквивалентна 480 кДж. Таким образом, ВПФ-цикл должен был бы работать с высокой эффективностью, чего в действительности не наблю­дается.
Все дело в том, что фермент РБФК способен катализировать и окислительную реакцию между РБФ и О2, в результате кото­рой образуются ФГ и фосфогликолат. Эта окислительная реак­ция конкурирует с реакцией карбоксилирования за 2 ФГ, в результате чего углерод направляется по С-2-пути фотодыхания, в ходе которого образуется СO2, утрачиваемый растением.
В результате окислительных процессов и фотодыхания в С3-растениях эффективность фотосинтеза уменьшается на 15— 50% в зависимости от вида растений и условий окружающей среды. Эти изменения обусловлены действием нескольких фак­торов: 1) потерей субстрата карбоксилирования; 2) потерей уг­лерода из ВПФ-цикла; 3) потерей СО2 растением; 4) уменьше­нием диффузионного градиента, способствующего диффузии в растение.
Скорость фотосинтеза зависит от поступления СО2 в лист, что в свою очередь зависит от градиента концентрации СО2 и от ряда противодействующих факторов, связанных с наличием фи­зических и биологических барьеров для диффузии и ассимиля­ции:
 
Скорость фотосинтеза
где К — коэффициент диффузии; ri - соответствует разным типам противодействия. Варьирующее противодействие при диффузии r2 — это сопротивление устьиц. Сила его контролируется све­том, водой и концентрацией СО2. В частности, при недостатке воды устьица смыкаются.
Противодействие r3 (сопротивление мезофилла) зависит от на­личия ферментных компонентов, способных к ассимиляции СО2. Сродство фермента РБФК можно охарактеризовать константой Михаэлиса (Км). Согласно большинству последних оценок, Км по СО2 для РБФК составляет 10 — 20 мкМ, что эквивалентно содержанию СО2 в атмосфере, находящемуся в равновесии с содержанием его в воде. Другими словами, если в клетке нет механизма концентрирования СО2, то этот фермент будет рабо­тать со скоростью, равной примерно половине оптимальной.
Механизмы концентрирования СО2 существуют у некоторых водорослей и ряда высших растений с С4-типом фотосинтеза. Группа С4-растений включает несколько родов; в основном это тропические растения. К их числу принадлежат такие коммер­чески важные культуры, как сахарный тростник, кукуруза и сор­го, а также тропическая «слоновья трава» (Penmsetum). В опы­тах с этими растениями была зарегистрирована максимальная скорость образования сухого вещества: у них имеется дополни­тельный цикл карбоксилирования (С4-путь), который работает, как насос, перекачивающий СО2 из атмосферы к месту восста­новительной реассимиляции за счет ВПФ-цикла в клетках об­кладки проводящих пучков. Вначале углекислый газ атмосферы ассимилируется с образованием четырехуглеродных кислот (ма-лата и аспартата) в наружном (мезофильном) слое фотосин-тезирующей ткани. Эти кислоты переносятся в слой клеток обкладки проводящих пучков, где СО2 высвобождается и заново ассимилируется. В результате этого процесса фотодыхание в С4-растениях не так выражено, что увеличивает скорость фото­синтеза и продуктивность. Впрочем, хотя эти растения и ас­симилируют углерод более эффективно, они потребляют допол­нительную энергию для осуществления реакций С4-пути, и по­этому менее эффективно используют энергию света. С4-растения также с большим успехом используют воду и меньше страдают от повышенной температуры. Отметим, однако, что лишь немно­го видов С4-растений способны хорошо расти в местностях с умеренным климатом.



Другие новости по теме:

  • Эффективность фотосинтеза
  • Интенсификация фотосинтеза методами биотехнологии
  • Комбинированные системы, образующие водород
  • Повторное использование кофактора
  • Парасексуальный цикл у грибов


  •  (голосов: 0)

    ООО "ВиАТорг" © 2009
    Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru