Области применения математической модели фотосинтетических процессов, включающей описание световых и темновых стадий фотосинтеза
Киржанов Д. В.
Исследуется поведение модели первичных процессов фотосинтеза, описывающей процессы, протекающие в хлоропластах высших растений. Рассматриваемая модель учитывает существование компонент фотосинтетического аппарата, присущих высшим растениям и водорослям. В модели учитывается наличие двух фотосистем, каждая из которых состоит из антенного комплекса и реакционного центра. Фотосистема 2 дополнительно учитывает наличие комплекса разложения воды. Цепочка электронного транспорта представлена тремя компонентами. В модели учитывается существование цикла Кальвина. Ранее модель в некоторых модификациях была успешно использована для описания различных явлений, наблюдаемых в эксперименте. В данной работе обосновывается правомерность использования этой модели и исследуется её поведение на малых временах, что существенно расширяет область её применения.
Используются 2 модификации модели. Первая модификация содержит 15 дифференциальных уравнений и может быть использована для анализа поведения модели на малых временах. Вторая модификация содержит 11 дифференциальных уравнений и 4 алгебраических и может быть использована для анализа поведения модели на временах до десятков минут.
Во многих случаях использование последовательности прямоугольных импульсов пригодно для изучения поведения рассматриваемой математической модели фотосинтетических процессов. Наличие разрывов в функции, описывающей последовательность импульсов прямоугольной формы, не оказывает существенного влияния на поведение решения системы дифференциальных или дифференциально-алгебраических уравнений, соответствующей рассматриваемой модели.
Математическая модель впервые рассмотрена при помощи системы дифференциальных уравнений, не содержащей малого параметра. Система дифференциальных уравнений, не содержащая малых параметров, может быть использована для анализа поведения математической модели на временах от 10−12 до 10−6с. Использование этой системы на больших временах не актуально из-за большого времени счёта.
Литература
1.Stirbet A., Govindjee, Strasser B.J., StrasserR.J. J. Theor. Biol. 1998, 193, 131-151.
2.Trissl H.W., Gao Y. and Wulf K. Biophys. J., 1993, v.64, April, p.974-988. Theoretical fluorescence induction curves derived from.
3.Караваев В. А., Кукушкин А. К. Теоретическая модель световых и темновых процессов фотосинтеза: проблема регуляции// Биофизика. – 1993. – т. 38, вып. 6. – С. 958-975
4.Рубин А. Б., Кренделёва Т. Е. Регуляция первичных процессов фотосинтеза// Успехи биол. Химии. – 2003. – т. 43. – С. 225-266
Loading ...