Сахара как продукт фотосинтеза

Несмотря на то что ученым с помощью ультрафиолетового света, электрических разрядов пли высокой температуры удается осуществлять абиогенные синтезы многих сложных биологически.>с -Мо екул, в том числе и сахаров, работа генетического аппарата и биохимические процессы самовоспроизводства растений, основанные на продуктах фотосинтеза, далеко еще не познаны. [c.9]

Назрела проблема поисков нового сырья для органического и нефтехимического синтеза. Это может быть продукт фотосинтеза — самого крупного химического процесса на земле — растительная биомасса, состоящая в основном из целлюлозы и более простых углеводов (сахаров). Актуальными становятся промышленные синтезы на основе СО . Поэтому во многих лабораториях мира в на- [c.14]

При уменьшении длительности экспозиции в О-Ю2 получалось меньше радиоактивных продуктов. При самых коротких экспозициях меченой оказывалась только 3-фосфоглицериновая кислота (ФГК). Таким образом, можно сделать вывод, что ФГК является первым стабильным продуктом фиксации углекислоты. Последуюш,ие исследования были проведены с целью выяснить природу молекулы акцептора. Простое объяснение, согласно которому двууглеродная молекула акцептирует углекислоту, образуя ФГК, не подтвердилось. Среди первых продуктов фотосинтеза были обнаружены фосфаты С5- и С7-сахаров, и этот факт вместе с открытием новых ферментативных превращений указанных соединений (см. Пентозофосфатный путь , стр. 129) привел к созданию схемы, называемой циклом восстановления углерода . [c.276]

Углеводы являются главными продуктами фотосинтеза и основным дыхательным материалом. У многих сельскохозяйственных растений углеводы в большом количестве накапливаются в корнях, клубнях и семенах и используются затем в качестве запасных веществ стенки клеток растений и растительные волокна состоят главным образом из углеводов в плодах и ягодах также преобладают углеводы. Крахмал, клетчатка, сахара, пектиновые вещества и другие, широко распространенные соединения растительного происхождения относятся к углеводам. Различные углеводы — главные продукты питания населения и основная часть кормов сельскохозяйственных животных. Углеводы также находят широкое техническое применение. [c.100]

При фотосинтезе очень быстро образуются не только фосфорные эфиры сахаров или простые сахара, но и более сложные формы углеводов — сахароза, крахмал, клетчатка. Появление в листьях крахмала, например, можно наблюдать при помощи известной йодной пробы Сакса через несколько минут после начала фотосинтеза. Крахмал в листьях образуется настолько быстро, что 100 лет назад его даже считали первым устойчивым продуктом фотосинтеза. Почти так же быстро появляются в листьях и другие углеводы. Распад сложных форм углеводов до более простых в ряде случаев в растениях протекает также очень интенсивно. Это наблюдается, например, при прорастании семян, в которых основным запасным веществом является крахмал крахмал, содержащийся в эндосперме, превращается в сахара, используемые развивающимся зародышем. Интенсивный распад сложных форм углеводов наблюдается при старении вегетативных органов растений, когда в листьях преобладают не синтетические, а гидролитические процессы. Образующиеся при распаде простые сахара или их фосфорные эфиры оттекают в репродуктивные органы, где вновь превращаются в более сложные углеводы, которые откладываются в качестве запасных веществ. И, наконец, в растениях очень легко осуществляются и процессы взаимных превращений углеводов. Если путем иньекции или инфильтрации ввести в растение, например, глюкозу, то она очень быстро может превратиться во фруктозу, сахарозу, крахмал и другие углеводы и даже использоваться для построения молекул веществ неуглеводной природы — аминокислот, органических кислот, жиров и т. д. Так же легко подвергаются взаимным превращениям в растениях и другие сахара — сахароза, фруктоза, галактоза, мальтоза и т. д. Все эти факты свидетельствуют о том, что углеводы — очень подвижные вещества и что в тканях рас- [c.140]

НИИ (3.3) или В отношении xjy. Таким образом, фотосинтетический коэффициент не позволяет распознать, являются ли продукты фотосинтеза простыми сахарами (х = у) или полимерами например y = i x для высших полимеров гексоз). Далее, фотосинтетический коэффициент служит не очень чувствительным критерием образования исключительно углеводов. Отклонение от единицы на 3% (что находится в пределах ошибки опыта) может означать образование не менее 12% бе.1ка [16] или 5% жира. Поэтому нужно найти иной, более прямой метод для определения химической природы продуктов фотосинтеза. [c.40]

Увеличение содержания аскорбиновой кислоты в присутствии глюкозы и ее образование в семенах до начала фотосинтеза (см. [237]) указывают, что она образуется при окислении сахаров. Поэтому возрастание концентрации аскорбиновой кислоты после интенсивной ассимиляции [244, 251, 258] не обязательно означает, что она является промежуточным продуктом фотосинтеза, хотя эта возможность не исключена. Фотосинтез может увеличивать количество сахаров, способных превращаться в аскорбиновую кислоту. [c.283]

В то время как прямая химическая связь между промежуточными продуктами фотосинтеза и субстратами дыхания возможна, но еще не доказана, стимуляция дыхания конечными продуктами фотосинтеза (углеводами) установлена с несомненностью и является вполне естественной, так как известно, что дыхание может стимулироваться и доставляемыми извне сахарами. [c.573]

После удаления воды ферментативные процессы совершаться не могут, поэтому лиофильную сушку считают одним из самых удачных способов биохимической фиксации клеток и тканей. Для того, чтобы получить информацию о распределении в клетках меченых по продуктов фотосинтеза, высушенную ткань гомогенизируют в органическом растворителе и затем образовавшуюся смесь подвергают разделению с помощью дробного центрифугирования. Этот способ позволяет отделить хлоропласты от остальных частей клеток таким образом, что меченые по углероду гидрофильные продукты фотосинтеза (органические фосфаты, сахара, аминокислоты, окси- и кетокислоты) остаются в тех участках клетки, где они находились в момент замораживания. Естественно, этот метод неприменим для определения локализации гидрофобных продуктов фотосинтеза (липидов), растворимых в неводных растворителях. [c.260]

По мнению Анисимова, стимулирующее действие на отток ассимилятов азотных удобрений объясняется в основном усилением ростовых процессов, требующим притока значительных количеств строительного материала. Калий участвует в транспорте ассимилятов в качестве переносчика, образуя комплексное соединение с аминокислотами, а фосфор (фосфат) — с сахарами. В опытах с азотом и фосфатным удобрением наблюдалось усиление дыхания проводящих пучков, активация в них ферментов гексокиназы и альдолазы, принимающих участие в процессе гликолиза, а также повышение содержания макроэргических адениновых нуклеотидов. Все это тоже могло оказать влияние на интенсивность передвижения транспортных продуктов фотосинтеза. [c.273]

Содержание энергии в конечных продуктах фотосинтеза— сахаре и кислороде — известно. Оно равно количеству тепла, образующегося при окислении сахара до углекислоты и воды. Это составляет 112 больших калорий на грамм-атом (атомный вес элемента, выраженный в граммах) углерода. Таково, следовательно, минимальное количество энергии, которое должен дать свет для фотосинтеза. Для того чтобы восстановить молекулу углекислоты до уровня восстановленности углевода, нужно перенести на эту молекулу четыре атома водо- [c.45]

Первым продуктом, фотосинтеза является в одних случаях крахмал, в других — более простые сахара, служащие исходным продуктом для образования других сложных углеводов — крахмала, целлюлозы, а также жиров и белков. В составе атмосферы углекислого газа мало, содержание его в среднем не превышает 0,03% от [c.26]

П. А. Власюк отмечает, что количество марганца в первичных продуктах фотосинтеза составляет 0,01...0,03%. Повышение под влиянием марганца интенсивности фотосинтеза в свою очередь оказывает действие на другие процессы жизнедеятельности растений. Следствием повышения интенсивности фотосинтеза является увеличение содержания в растениях сахаров и хлорофилла и повышение интенсивности дыхания, а также плодоношения растений. [c.27]

Первыми продуктами фотосинтеза являются простые сахара, моносахариды (монозы). [c.318]

Не подтвердилось и предположение, согласно которому первичным продуктом фотосинтеза в растениях является формальдегид. Применяя тяжелый азот, радиоактивный углерод и радиоактивный фосфор, ученые показали, что надо отказаться от мысли об одном единственном продукте начального фотосинтеза. Уже в первые секунды после начала освещения растения в зеленых частях его появляются сахара, органические кислоты, аминокислоты, белки и даже жиры, то есть все основные составные части того органического комплекса, ради которого возделывают растения. [c.205]

Вопросы применения хроматографии в биологии освещены в монографии [3]. К наиболее ранним работам, выполненным автором и сотрудниками в области применения хроматографии в биологических исследованиях, относятся исследования по разработке методов разделения сахаров [128—130]. Разработанные методики использованы для анализа сахаров растений [131]. Однако основное внимание было уделено применению радиохроматографических методик в исследовании биосинтетических процессов в растениях [132—134]. Серия работ посвящена применению радиохроматографического метода в исследовании продуктов фотосинтеза растений. [c.84]

Биологическая роль. Ф-ции углеводов в живых организмах чрезвычайно многообразны. В растениях моносахариды являются первичными продуктами фотосинтеза и служат исходными соед. для биосинтеза гликозидов и полисахаридов, а также др. классов в-в (аминокислот, жирных к-т, фенолов и др.). Эти превращения осуществляются ферментами, субстратами для к-рых служат, как правило, богатые энергией фос-форилир. производные сахаров, гл. обр. нуклеозиддифосфат-сахара. [c.23]

Триозофосфаты в свою очередь являются промежуточными продуктами фотосинтеза гексозных сахаров из углекислоты и воды. [c.332]

Высшие сахара. Биосинтез высших сахаров мало изучен. Можно полагать, что седогептулозо-7-фосфат—промежуточный продукт фотосинтеза — служит исходным веществом при биосинтезе гептоз, вступая в реакции, аналогичные описанным для фруктозо-6-фосфата. Подтверждением является выделение из дрожжей ГД.Ф-0-глицеро-0-манно-гептозы ° , структура которой связана со структурой седогептулозы так же, как структура ГДФ-О-маннозы со структурой фруктозы. [c.395]

Из-за жестких клеточных стенок растения не могут питаться таким же способом, как животные. Поэтому растениям приходится использовать органические вещества, вырабатываемые их собственными фотосинтезирующими тканями. У зеленых растений фотосинтез происходит в хлоропластах, которые, таким образом, служат постоянным внутреш1им источником питательных веществ (разд 9.3). Органические продукты фотосинтеза могут непосредственно использоваться клетками для различных процессов биосинтеза, могут запасаться в виде осмотически инертных полисахаридов (обычно крахмала) или превращаться в сравнительно низкомолекулярные сахара (как правило, сахарозу), которые транспортируются в другие ткаии растения, например корни, в соответствии с метаболическими нуждами этих тканей. [c.182]

Сахара, называемые также углеводами, представляют собой многочисленную группу соединений, играющую важную роль в растительной и животной жизни. В растениях сахара образуются с помощью хлорофиллового фотосинтеза-, конечным продуктом этого фотосинтеза является крахмал. Продукты фотосинтеза в растениях давно уже привлекали внимание химиков (Пристли, 1771 Ингенхоус, 1779). Первым, кто высказал общую теорию превращения угольного ангидрида в органические соединения под действием воды и солнечного света был Теодор де С о с с ю р (1767—1845), который с 1794 г. начал исследования ассимиляции СО 2 растениями, изложенные в работе Химические исследования жизнедеятельности растений (1804). Идеи Соссюра были приняты около 1840 г. Либихом и Дюма в 1864 г. Буссенго установил коэффициент ассимиляции и определил отношение, в котором находятся объемы превращающегося угольного ангидрида и выделяемого кислорода это отношение оказалось равным примерно 1 1, как следует из уравнения [c.368]

По современным представлениям (Бассем, Калвин, 1961), основное количество углекислоты, поглош аемой растением в процессе фотосинтеза, поступает в цикл восстановления углерода путем присоединения к молекуле рибулезодифосфата. Дополнительное количество углекислоты усваивается путем карбоксилирования в цикле трикарбоновых кислот. Таким образом, усваиваемый растениями углерод внедряется прежде всего в состав продуктов углеводного обмена (сахара и их фосфорные эфиры, нуклеотиды типа уридиндифосфата глюкозы), некоторых органических кислот (входящих в цикл трикарбоновых кислот) и аминокислот (серии, аланин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты), а также аце-тил-кофермента А. В то же время Ничипорович и сотрудники (см. Ничипорович, 1962) обращают внимание на разнообразие продуктов фотосинтеза в зависимости от спектрального состава света и других условий. [c.108]

Сахароза, или тростниковый сахар,— дисахарид, состоящий йз глюкозы и фруктозы. Сахарозу синтезируют многие растения, у высщих же животных она отсутствует. В отличие от мальтозы и лактозы у сахарозы нет свободного аномерного атома углерода, поскольку оба аномерньгх атома моносахаридных остатков- связаны друг с другом (рис. 11-12) поэтому сахароза не является восстанавливающим сахаром. В биохимии растений этот дисахарид-своего рода загадка. Дело в том, что если D-глюкоза служит основным строительным блоком как крахмала, так и целлюлозы, то сахароза-основной промежуточный продукт фотосинтеза. У многих растений именно в форме сахарозы транспортируются по сосудистой системе сахара из листьев к другим частям растения. Преимущество сахарозы перед глюкозой как транспортной формы сахаров заключается, вероятно, в том, что ее аномерные атомы углерода связаны друг с другом это предохраняет сахарозу от атаки окислительных или гидролитических ферментов в процессе ее переноса из одной части растений в другую. [c.310]

Дальнейшая задача состояла в том, чтобы выяснить, какой из трех углеродных атомов фосфоглицернновой кислоты становится радиоактивным. Для этого использовались методы химической деградации. Путем отшепления от фосфоглицери-новой кислоты одного атома углерода за другим и с последующим определением их радиоактивности было установлено, что углерод карбоксильной группы становится радиоактивны.м в первую очередь, а два других углеродных атома — позднее. В выделенных из продуктов фотосинтеза гексозах (глюкоза и фруктоза) наибольшая радиоактивность была найдена в середине цепи, у третьего и четвертого атомов углерода. Эти данные указывали на возможность образования шестиуглеродных сахаров из двух трехуглеродных молекул фосфоглицериновой кислоты в результате соединения двух углеродных атомов карбоксильных групп. Эти два атома попадают в середину углеродной цепи. Схематически образование шестиуглеродных сахаров из фосфоглицериновой кислоты можно представить следующим образом (звездочками обозначены атомы углерода, с наибольшей радиоактивностью) [c.126]

Крато [35] и Кёгель [61, 62] предполагают, что инозитолы — циклические соединения, нацело состоящие из групп СНОН, — являются первичными продуктами фотосинтеза, из которых образуются все прочие сахара у растений. Гарднер [82] считает, что первый углевод, образуемый при фотосинтезе — трпоза, представляет собой глицеральдегид но единственное основание для этой гипотезы то, что подобные триозы — последние члены ряда превращений углеводов в дыхании. [c.51]

Если бы формальдегид был первым продуктом фотосинтеза [110], то тепловой эффект этого процесса оказался бы близок к 135 ккал на грамм-атом ассимилированного углерода. Однако формальдегид-ная гипотеза никогда не была доказана и в настоящее время считается неправдоподобной (см. главу X]. Неизвестно также, образуется ли при фотосинтезе промежуточный продукт со столь же большим содержанием энергии, как у формальдегида. То же можно сказать по поводу часто предполагаемого образования трекиси в качестве предшественника свободного кислорода, что добавило бы еще около 45 ккал к химической энергии, накопляемой в первой стадии фотосинтеза. Если бы неустойчивый альдегид и неустойчивая перекись были промежуточными продуктами фотосинтеза, то истинный тепловой эффект процесса доходил бы до 180 ккал на моль восстановленной двуокиси углерода. Однако когда фотосинтез достигает аналитически определяемой стадии, т. е. сахаров и кислорода, накопление энергии стабилизируется на 112 ккал/ моль. Как видно из табл. 9, эта величина не очень зависит от природы первичного сахара . [c.53]

При изучении превращения двуокиси углерода (пс=1, L—0) в углеводы ( с ==6, L — 1) естественно было искать промежуточные продукты среди соединений с углеродными цепями между по—1 и 6 и обладающих уровнями восстановленности между i = 0 и 1. На подобные поиски в прошлом было затрачено много труда. В настоящее время уместно поставить следующий вопрос. Можно ли вообще рассматривать промежуточые продукты фотосинтеза как молекулы с короткими цепями, ввиду того что механизм фотосинтеза, очевидно, не включает отделения субстрата восстановления от крупной молекулы носителя в течение всего процесса восстановления Па это можно ответить, что рассуждения такого рода, конечно, не следует считать столь важными, как это казалось прежде, одпако они и не совсем бесполезны. Некоторые из химических свойств, которыми будущая углеводная молекула обладает на различных стадиях своего роста, могут быть по существу одинаковыми, независимо от того, свободна ли она, или связана с носителем. Эксперименты с радиоактивными индикаторами (стр. 251) показывают, что отделение субстрата от носителя происходит до того, как закончится его превращение в сахар. Наконец, могут существовать равновесия между свободными и связанными промежуточными продуктами, сходные с равновесиями между свободной двуокисью углерода и комплексом Og . Например, если крупная молекула органической кислоты, гидрируясь, восстанавливается вначале до альдегида, а затем до спирта, то соответственно малые молекулы — двуокись углерода, муравьиная кислота и формальдегид — могут оказаться в свободном состоянии вследствие равновесий [c.256]

По всей вероятности, фотоокисдение и стимулированное светом дыхание —два независимых друг от друга процесса. Фотоокиеление представляет собой фотохимический процесс, сенсибилизированный хлорофиллом он происходит только в хлоропластах, и его механизм может быть близко родственным механизму фотосинтеза. С другой стороны, индуцированное светом дыхание часто является обычным дыханием, повышаемым накоплением продуктов фотосинтеза, например сахаров, т. е. не фотохимическим процессом, который может происходить в любом месте клетки. Правда, имеются некоторые факты относительно прямой стимуляции дыхания светом ( фотодыхание ), но, повидимому, активными лучами в этом случае являются скорее лучи, поглощенные каротиноидами, чем хлорофиллом (см. главу XX). [c.534]

При фосфатном толодан ии, независимо от условий освещения, уменьшается поступление в высокополимерные соединения, осабенно в белки, снижается содержание в фосфорилираванных соединениях (ФГК и гексозофосфатах), но повышается —в сахарах и аминокислотам (в процентах от общей радиоактивности продуктов фотосинтеза). [c.256]

В проводящих тканях растений среди С -ассимиля-тов, кроме сахарозы, обнаруживаются и другие меченые соединения сахара, органические кислоты и аминокислоты. В связи с тем, что эти соединения обнаруживаются также и среди продуктов фотосинтеза листьев (получают метку в процессе кратковременной ассимиляции С Юг), бывает трудно решить, являются ли они транспортными продуктами фотосинтеза или обязаны своим появлением использованию сахарозы в процессах дыхания в проводящих путях и окружающих их тканях. О последнем свидетельствуют опыты, показавшие, что чем ближе от фотосинтезирующего в атмосфере радиоактивной углекислоты листа находится анализируемый участок растений, тем больше обнаруживается в сахарозе и меньше в гексозах и других соединениях (табл. 25). [c.270]

Растения, поглощая из воздуха СОг, а из почвы НгО, с помощью энергии солнечных лучей и сложнейшего процесса фотосинтеза, происходящего в зеленом листе, превращают их в органические вещества, богатые энергией углеводы (сахар, крахмал, клет-чатка), жиры, белки, витамины, которые являются основой жизни людей и животных. В качестве побочного продукта этой сложнейшей химической фабрики растений выделяется в атмосферу свободный кислород. Выходит, что состав атмосферы нашей планеты зависит от растительного мира, от наличия же кислорода находится в прямой зависимости весь животный мир. Так устанавливается взаимосвязь между растениями, атмосферой и животными организмами. Продукты фотосинтеза используются растениями на их текущие потребности жизни (дыхание), основная же масса этих продуктов откладывается как запас в клубнях, плодах и т. д. Таким образом, растения являются своеобразным аккумулятором солнечной энергии. [c.148]

В результате выделяется свободный кислород и образуется простейщий сахар — глюкоза. Молекулы глюкозы, выделяя воду, переходят в более сложный углевод—крахмал, являющийся первым видимым продуктом фотосинтеза, легко открываемый в листе с помощью йодной пробы (крахмал окрашивается иодом в синий цвет) [c.258]

Фотосинтез. Считают, что многие проникшие в лист вещества не будут удалены оттуда до тех пор, пока вблизи мест поглощения не накопятся продукты фотосинтеза (это относится прежде всего к веществам, передвигающимся по флоэме). Подобная за- кономерность отмечалась в опытах с ауксинами, некоторыми инсектицидами и неорганическими ионами [87]. Когда в лист вводили сахара, удавалось вызвать отток токсикантов из листьев даже в темноте. Фотосинтез способствует проникновению и передвижению пестицидов также и потому, что он является одним из источников энергии для активного переноса веществ. [c.208]

Надо отметить, что у некоторых растений корни приспособлены и для отложения запасных веществ (например, сахара в свекле). Долгое время корни считали только органом пог.11ощения из почвы воды и питательных веществ. Но в последние годы доказано, что этим работа корневой системы отнюдь не ограничивается. В корнях происходят очень важные превращения веществ. Многие минеральные соли, поступившие из почвы в корни, быстро превращаются здесь под влиянием ферментов в соединения органические, связываясь с органическими кислотами, образующимися из поступающих в корни из листьев продуктов фотосинтеза — сахаров. Так, примерно из 20 аминокислот, составляющих частицу белка, не [c.46]

Акцептором диоксида углерода является 5С-сахар (пентоза), рибулозобисфосфат (РиБФ рибулоза с двумя фосфатными группами). Присоединение диоксида углерода к любому соединению называется карбоксилированием, а участвующий в этом фермент — карбоксилазой. 6С-продукт нестабилен и мгновенно распадается на две молекулы фосфоглицерата (ФГ). Это — первый продукт фотосинтеза. В строме хлоропластов в больших количествах содержится фермент рибулозобисфосфаткарбоксилаза — фактически самый распространенный белок на Земле. [c.268]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология