Фотосинтез биохимия

В современной биохимии важным вопросом является исследование на молекулярном уровне механизмов различных процессов, обеспечивающих жизненные функции живого организма. Такие процессы, как окисление и восстановление, перенос электронов по цепи фотосинтеза и дыхательной цепи, сопряжение этого процесса с реакциями фосфорилирования и другими, протекают с участием белковых макромолекул как непосредственных носителей и катализаторов электрохимических реакций. [c.235]

В зависимости от объекта исследования биохимию условно подразделяют на биохимию человека и животных, биохимию растений и биохимию микроорганизмов. Несмотря на биохимическое единство всего живого, существуют и коренные различия как химического состава, так и обмена веществ в животных и растительных организмах. Обмен веществ, или метаболизм,—это совокупность всех химических реакций, протекающих в организме и направленных на сохранение и самовоспроизведение живых систем. Известно, что растения строят сложные органические вещества (углеводы, жиры, белки) из таких простых, как вода, углекислый газ и минеральные вещества, причем энергия, необходимая для этой синтетической деятельности, образуется за счет поглощения солнечных лучей в процессе фотосинтеза. Животные организмы, напротив, нуждаются в пище, состоящей не только из воды и минеральных компонентов, но содержащей сложные вещества органической природы белки, жиры, углеводы. У животных проявления жизнедеятельности и синтез веществ, входящих в состав тела, обеспечиваются за счет химической энергии, освобождающейся при распаде (окислении) сложных органических соединений. [c.15]

Благодаря успехам биохимии в основном раскрыт химизм таких важнейших звеньев обмена веществ, как дыхание и брожение, фотосинтез, обмен азотистых соединений, образование и распад жиров, синтез и взаимные превращения углеводов и органических кислот и М ногие другие процессы. [c.8]

Фотосинтез — процесс, обеспечивающий получение органических веществ на Земле, — основан на превращениях углеводов. В составе нуклеиновых кислот — важнейших для биохимии носи- [c.304]

Биохимия изучает химический состав растений (статическая биохимия), а также превращения веществ и энергии, лежащие в основе их жизнедеятельности (динамическая биохимия). Функциональная биохимия изучает физиологические функции растений фотосинтез, дыхание, корневое питание, синтез различных веществ. [c.391]

К концу Кембрия в водах океана существовало уже, как полагают, до 1200 видов примитивных живых существ и происходило бурное развитие анаэробного брожения, а также началось поедание одних живых существ другими (вследствие уменьшения запасов органического вещества, абиогенно фотосинтезированного солнечными лучами) замечательную роль в биохимии начал играть фосфор и, в частности, аденозинтрифосфат, необходимый как для дыхания, так и для фотосинтеза органических молекул [c.378]

Во второй части рассматриваются биоэнергетика и метаболизм клеток- основное блюдо биохимии. После изложения принципов клеточной биоэнергетики следует детальное описание гликолиза, цикла трикарбоновых кислот, транспорта электронов и окислительного фосфорилирования. Далее идут главы, в которых рассматривается катаболизм жирных кислот и аминокислот, а затем главы, посвященные биосинтетическим процессам и фотосинтезу. Подробно обсуждаются метаболические последовательности и принципы их регуляции. [c.8]

Восстановление и окисление — два химических процесса, на которых основаны фотосинтез и обмен веществ и в которых участвуют гетероциклические соединения. Таким образом, очевидно, что редокс-потенциалы и механизм окисления и восстановления гетероциклов крайне важны для биохимии. Действительно, опубликовано множество оригинальных статей, рассматривающих эти вопросы. [c.229]

Уже давно в теориях фотосинтеза предполагалось участие окислительно-восстановительных реакций в этом процессе. Однако в ранних теориях в основном внимание уделялось постулированному первичному акту переноса атомов водорода от воды к углекислоте. В 1941 г. в результате блистательного сравнительного анализа биохимии фотосинтетических процессов в самых разнообразных организмах Ван Ниль [426] высказал предположение, что первичный фотохимический акт включает образование первичного окислителя и первичного восстановителя. [c.413]

Заключительный раздел этой главы, посвященной проблемам коммуникации, следует отнести к вопросу межвидового общения. Люди сталкиваются с такими трудностями при общении друг с другом, что, казалось бы, проблемы экологических взаимоотношений не особенно существенны для них. Однако если внимательно взглянуть на то, что можно рассматривать более широко как метаболические циклы в биосфере, то легко убедиться в важности этого аспекта биохимии. Достаточно представить себе, что возникновение эукариот связано, возможно, с установлением симбиотических отношений между двумя видами прокариот. Точно так же развитие высших растений может быть обусловлено симбиозом между водорослью и организмом, неспособным к фотосинтезу. [c.367]

Книга представляет собой учебное пособие по биохимии растений для студентов старших курсов и аспирантов. В ней изложены основные проблемы как общей биохимии, так и биохимии растений (биоэнергетика, ферментативный катализ, взаимосвязи обмена веществ и т. д.) с учетом новейших достижений науки. Хорошо и достаточно подробно написаны специальные главы биохимии растений (дыхание, фотосинтез, обмен углеводов, белков, жиров, алкалоидов и т. д.). [c.4]

Использование радиоактивного углерода для изучения механизма фотосинтеза является одним из наиболее ярких примеров, применения радиоактивных индикаторов в биохимии. [c.283]

Предлагаемый вниманию читателя учебник написан известным американским биохимиком Д. Мецлером. Автор поставил перед собой цель дать анализ структур, функций и процессов, характерных для живой клетки, с позиций современной биоорганической химии и молекулярной физики. Он концентрирует внимание на всестороннем рассмотрении протекающих в клетках химических реакций, на ферментах, катализирующих эти реакции, основных принципах обмена веществ и энергии. Впервые приведена классификация химических механизмов ферментативных реакций (нуклеофильное замещение, реакции присоединения, реакции элиминирования, реакции изомеризации и др.). В этом наиболее наглядно проявилась особенность рассмотрения биохимических проблем с позиций биоорганика. Обстоятельно изложены многие вопросы, которым прежде не уделяли должного внимания в курсе биохимии. Это касается в частности количественной оценки сил межмолекулярно-го взаимодействия, принципов упаковки молекул в надмолекулярных структурах (самосборка), кооперативных структурных изменений макромолекул и их комплексов. Приведены основные сведения о структуре и функциях клеточных мембран, об антигенах и рецепторах клеточных поверхностей. Весьма подробно рассмотрены также вопросы фотосинтеза, зрения и ряда других биологических процессов, связанных с поглощением света при этом охарактеризована природа некоторых физических явлений, наблюдаемых при взаимодействии света и вещества. [c.5]

Оригинально и увлекательно написана большая глава об особой роли углерода в химии. Традиционному изложению основ органической химии и начал биохимии предшествует рассмотрение уникальной способности углерода к образованию бесконечного множества устойчивых структур вместе с тем показано, что даже ближайшие к углероду элементы в периодической системе не обладают такими свойствами. Авторы интересно рассказывают о строенип и механизме действия ферментов. Но особенно увлекателен (хотя и не прост) материал об эволюции усвоения энергии живыми системами (от анаэробной ферментации к фотосинтезу и далее к кислородному дыханию). [c.7]

Благодаря применению радиоактивного углерода (в виде СОг) наши знания в области биохимии фотосинтеза с 1940 г. сильно расширились. Работы такого рода основываются на предположении, что и СОг ведут себя в химическом отношении так же, как обычные и СОг. Это предположение оправдано, если исходить из норм качественной химии, однако при количественном подходе оно, очевидно, не может быть строго справедливым разрыв связи между и соседним атомом требует большей энергии активации и, следовательно, менее вероятен, чем разрыв такой же связи с участием С. В последовательном ряду реакций значение этого фактора может постепенно усиливаться. Это обстоятельство отнюдь не обесценивает главные выводы, сделанные на основе опытов с изотопными индикаторами, но его всегда следует иметь в виду. Вполне можно, например, ожидать дискриминации для трития (И ), масса которого в 3 раза больше массы обычного изотопа водорода. Учет возможной дискриминации особенно важен в кинетических опытах. Измерение масс-спектрометром относительных скоростей фотосинтеза в атмосфере с СОг, СОг и СОг дало соответственно 0,85 0,96 1,00. В этих определениях, однако, исходили из допущения, что свет не влияет на выделение СО при дыхании [c.103]

Подобно тому как в основе значительной части современных исследований по биохимии и физической химии фотосинтеза лежат идеи, вытекающие из открытия эффекта Эмерсона, так в основе исследований по биофизике фотосинтеза лежит представление о фотосинтетической единице, также введенное Эмерсоном. [c.275]

Сопоставление трех кайносимметриков N. Р и Ре , которые одновременно действуют во многих отрегулированных природой сложных и важных многостадийных процессах (фотосинтез, дыхание, движение мышц,. ..), интересно именно в свете того, что в биохимии часто используются корреляционно-динамические электронные эффекты, мгновенно протекаюш ие при невысоких температурах. В этом отношении особенно интересны все загадки азота с участием его в аминокислотах, пиррольных и пиридиновых производных, в аденозине, в разнообразных пуриновых основаниях и т. д. [c.356]

Один из центральных вопросов современной биохимии заключаете в том, каким образом поток электронов по цепи переносчиков приэодц к образованию АТР. Вопрос этот очень важен, так как большая часть АТР, образующегося в аэробных и некоторых анаэробных организмах, генерируется именно в процессе окислительного фосфорилирования. Более того, энергия, улавливаемая в процессе фотосинтеза, идет на образование АТР с помощью очень сходного процесса. Механизм генерирования АТР может быть тесно связан с функционированием мембран при транспорте ионов. Вполне возможно, что механизм окислительного фосфорилирования в известном смысле является обратным механизму использования энергии АТР для мышечного сокращения. [c.391]

Основные научные работы посвящены биохимии нуклеиновых кислот, ферментативным превращениям углеводов и жиров, механизму фотосинтеза. Используя фермент полинуклеотидфосфорилазу, выделенную из бактерий, синтезировал (1955) РНК (в отличие от природной она не обладала стереоспецифичностью и в ее молекулу входили не четыре типа нуклеотидов, а лишь один). Участвовал в работах по расшифровке генетического кода. [c.378]

Большой интерес имеют продукты окисления глицерина. Многие из них (глицериновый альдегид, диоксиацетон, глицериновая кислота и др.) играют большую роль в биохимии фотосинтеза, обмена веществ, в тонком органическом синтезе. Окислители Н2О2, ITNOs, НВгО и др. приводят к целому ряду ступеней окисления [c.440]

На механизм фотохимической стадии фотосинтеза существует множество различных взглядов, многие из которых являются механистическими, далекими от биохимии. По современным биохимическим представлениям ключевым соединением в фотосинтезе является хлорофилл. М Хл в отличие от всех других металлоаналогов хлорофилла — металлохлорофиллов МХл (М = Мп, Ре, Со, №, Си, 7п, С(1, Н , Рс1, и др.) обладает оптимальным набором свойств, необходимых для фотосинтеза, и среди них одним из главных свойств — способностью прочно связывать одну молекулу воды и давать моногидрат (акваэкстракомплекс) хлорофилла [c.738]

Циклы восстановительного аминирования яблочной и щавелевоуксусной кислоты дают аминокислоты, необходимые для синтеза белков. Синтез липидов происходит по своей сложной биологической цепи. В заключение этого раздела следует отметить, что все современные сведения о фотосинтезе являются пока yry6d Йрйблйзкенными. Это вполне естественно потому, что биохимия фотосинтеза необычайно сложна. [c.743]

Для осуществления своего замысла автору прищлось пользоваться литературой по оптике и молекулярной спектроскопии, органической химии и молекулярной биологии, биохимии и физиологии человека и животных, насекомых и микроорганизмов, высших и низших растений, а также по таким более узко специализированным разделам, как фотобиология и фотосинтез, биолюминесценция и хемилюминесценция, химия и фотохимия процессов зрения, поведение животных и экологические аспекты животного и растительного мира. [c.5]

Подробное рассмотрение и схемы всех Атетаболических путей содержатся в руководствах по биохимии. Мы вернемся к дыханию и фотосинтезу в гл. 13, посвященной биоэнергетике, и в гл. 14, посвященной фотобиологическим процессам. [c.54]

Хотя до сих пор применение краун-зфиров и криптандов в биологии невелико, остается огромная область примзнения таких свойств краун-соединений, как избирательное комплексообразование и избирательный перенос ионов. В этой связи можно изучить токсичность краун-зфиров и криптандов и их участие в обгаене веществ. Комплексы переходных металлов с другими краун-соединениями, в частности с донорными атомами N и S, также имеют большие перспективы для их биологического применения, например для переноса кислорода, переноса электронов, для катализа при фотосинтезе, для удаления или введения металлов. Вопросам биохимии (органической и неорганической) комплексов металлов посвящено много монографий [ 290], [c.271]

С другой стороны, использование химических методов в исследовании непосредственно биологических процессов привело в самом конце прошлого века к рождению биохимии. Ее появление обычно связывают с открытием энзиматического катализа и самих биологических катализаторов — ферментов, идентифицированных несколько позднее в качестве особых веществ и выделенных в кристаллическом виде в середине 20-х — начале 30-х годов. Крупнейшими событиями в биохимии явились установление центральной роли АТР в энергетическом обмене, выяснение химических механизмов фотосинтеза, дыхания и мышечного сокращения, открытие транс-аминирования — а в итоге познание основных принципов обмена веществ в живом организме. В начале 50-х годов Дж. Уотсон и Ф. Крик расшифровали структуру ДНК, дав человечеству знаменитую двойную спираль, и ученый мир салютовал рождению новой науки о путях хранения и реализации генетической информаиии — молекулярной биологии. [c.9]

В последние годы хроматографические методы были использованы для разделения и выделения радиоактивных элементов, весьма близких по химическим свойствам [17]. Эти методы неоднократно использовались также для фракционирования меченых органических веществ. В обзорной работе Роше, Лисицкого и Михеля [44] показано, как важно использовать в различных хроматографических методах изотопы, в особенности при биохимических исследованиях. Многие авторы описали специальное биохимическое применение разных радиохроматографических методов [2, 14]. Особенное впечатление производят исследования Кальвина [13] по ассимиляции радиоактивного углекислого газа и анализ методом хроматографии на бумаге меченых первичных продуктов фотосинтеза в водорослях и других зеленых растениях. С тех пор как Финк, Дент и Финк [16] описали фотографический способ локализации радиоактивных веществ на бумажной хроматограмме, радио авто графия стала незаменимым вспомогательным средством при исследованиях механизма фотосинтеза [5, 6, 13] и других проблем биохимии. [c.66]

В биохимии — система хим. превращений, вкл. углерод и его соед. в кругооборот в природе (дыхание, фотосинтез, орг. соед., метаболизм, гниение, образование ископаемых соед. и др.). См. fig. С2. arbon y le [c.218]

Можно считать, что изучение биохимии фотосинтеза началось с 1905 г., когда Блекман предположил, что фотосинтез состоит из световой и темновой реакций. Эта гипотеза была впоследствии подтверждена целым рядом опытов. Например, показано, что продуктивность фотосинтеза нри вспышках света высокой интенсивности увеличивается до максимума, если удлинять темновой период между вспышками. При очень высокой интенсивности света скорость фотосинтеза лимитируется скоростью темновой реакции. Темновой период после вспышки света дает возможность темновой реакции продолжить световую реакцию. Существование темновой [c.256]

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]

Как отмечает сам автор, книга его не является ни учебником, ни монографией, охватывающей все аспекты фотоеинтеза. Тем не менее в ней рассмотрены почти все актуальные проблемы фотосинтеза, за исключением биохимии этого процесса и еще, пожалуй, такой важнейшей проблемы, как продуктивность растений. [c.6]

МНОГИХ работ по биохимии световых реакций фотосинтеза. По методу Хилла, суспензию хлоропластов смешивают с гемоглобином в трубке Тунберга под вакуумом и образование оксиге-моглобина прослеживают спектрометрически. Заметные количества кислорода обнаруживаются только при включении в систему какого-либо акцептора водорода, который выводит из сферы реакции водород, образующийся при разложении воды. Этот гемоглобиновый метод был позднее приспособлен для измерения фотосинтеза в суспензии клеток хлореллы в присутствии СО2 [162, 321]. Метод очень чувствителен к изменениям парциального давления кислорода в области от 2 до 30 мм рт. ст. [c.99]

В биохимии открыт и подробно изучен целый ряд ферментных систем, детально расшифрованы отдельные этапы протекающих превращений. В качестве примеров можно привести гликолиз, в котором обнаружено в общей сложности не менее 22 звеньев, цикл лимонной кислоты, включающий 12 этапов, процессы расщепления и синтеза жирных кислот, синтеза гликогена, изопрено-идных соединений, образования мочевины в печени, образования сахарозы при фотосинтезе, пентозного, глиоксилевого и др. Подробные сведения об этих сложных процессах и осуществляющих их многоферментных системах можно найти в разнообразных руководствах по биохимии. [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология