Фототропизм спектр действия

Основную информацию о природе хромофоров, ответственных за поглощение биологически активного света, дают спектры действия фототропизмов. Спектр действия первой положительной фототропной реакции проростков овса, изображенный на рис. 34, был измерен Тиманном и Кэри. Фототропные ответы при облучении монохроматическим светом различных длин волн измерялись в области линейной зависимости степени изгиба от интенсивности света. Каждая точка на кри- [c.166]

Фототропизм — это индуцируемый светом рост или образование изгибов у растений и грибов, происходящие обычно в направлении источника света (положительный фототропизм), а иногда и от него (отрицательный фототропизм). Очевидно, что и в этом случае происходит поглощение света фоторецепторным пигментом. Спектры действия, определенные для многих фототропных реакций, имеют максимумы при 450—460 нм и очень напоминают спектры поглощения р-каротина (11.2) и рибофлавина (И.З). После продолжительных дискуссий в настоящее время пришли к тому, что рибофлавин в большей степени, чем р-каротин, удовлетворяет требованиям фоторецепторного пигмента, и почти несомненно именно он используется в качестве фоторецепторного компонента. [c.376]

Физиологи растений не знают точно, каков механизм, с помощью которого растения детектируют односторонний свет и гравитационные стимулы. Спектр действия фототропизма показывает, что только синий свет и определенная часть ультрафиолета вызывают образование изгибов. В качестве фоторецептора в этом процессе может участвовать желтый пигмент, вероятно родственный каротину или рибофлавину (рис. 9.9). Многие другие реакции в растениях и грибах обнаруживают аналогичную зависимость от длины волны. В некоторых грибах синий свет, поглощаемый каким-то ферментом, содержащим флавин, вызывает восстановление цитохрома, что можно выявить с помощью спектрофотометра. В настоящее время считается, что эта реакция занимает, вероятно, центральное место в механизме-, ответственном за фототропическое восприятие у растений, и связана каким-то еще не совсем понятным образом с последующей физиологической ответной реакцией. [c.266]

Фототропные реакции у высших растений, как правило, характеризуются сложной зависимостью от интенсивности видимого света. Рассмотрим, например, фото-тропную реакцию колеоптиля овса. Выращенные в темноте проростки овса при освещении слабым боковым светом изгибаются по направлению к источнику. Угол изгиба пропорционален дозе (//) от 1 до 0,01 Дж/м при облучении светом с длиной волны в области главного максимума спектра действия (436 нм). По-видимому, биологическая реакция полностью определяется концентрацией одного и того же фотопродукта, образующегося по одноквантовому механизму, что следует из взаимозаменяемости lut для положительного фототропизма. [c.164]

Таблица 8. Характеристики спектров действия фототропизма и спектров поглощения гексановых экстрактов проростков овса

В литературе рассматриваются две группы основных претендентов на роль хромофоров каротиноиды и флавины. В первую очередь отмечается большое сходство спектров действия фототропизмов и спектров поглощения каротиноидов. Так, спектры поглощения гексановых экстрактов верхушек колеоптилей овса, содержащих каротиноиды, почти в точности совпадают со спектрами действия фототропного ответа (табл. 8). В тоже время гексановые экстракты каротиноидов вообще не поглощают при 370 нм. Исключение составляет 1 ыс-фор-ма 9,9-моно-р-каротина, обнаруживающая в гексане максимум при 345 нм. Но именно эта форма в растительных клетках не представлена. Поэтому отсутствие поглощения при 370 нм у естественных представителей каротиноидов [c.167]

Таким образом, простое сопоставление спектров действия фототропизмов со спектрами поглощения каротиноидов и флавинов не позволяет сделать окончательный вывод о том, какие из этих веществ выступают в роли хромофоров. [c.168]

В спектре действия фототропизма обнаруживаются один максимум в ультрафиолетовой 370 нм и т и — в синей обла- [c.398]

Характерным примером такого рода процессов является фототропизм, определяемый как индуцированное односторонним освещением искривление верхушки надземных частей растений. Фототропические реакции характеризуются исключительно высокой квантовой чувствительностью заметные изгибы наблюдаются уже при дозах синего света, составляющих 10 Дж/м . Фототропические изгибы обусловлены различиями в скоростях деления клеток на освещенной и затемненной сторонах растения, что, в свою очередь, связано с фотоиндуцированным созданием бокового градиента гормона роста — ауксина. Спектры действия фототро-пических реакций позволяют предполагать, что основными рецепторами биологически активного света являются флавиновые хромофоры, способные сенсибилизировать фотоокисление ауксина. Действительно, в модельных опытах обнаружено фотосенсибилизированное рибофлавином окисление молекул ауксина с квантовым выходом 0,7. В то же время показано, что само фоторазрушение ауксинов не может создать необходимый градиент гормона. Предполагают, что такой градиент [c.430]

Промежуточные формы между Фк и Фдк могли бы также играть роль в ряде реакций на высокую облу -ценность. Сюда относятся 1 акие морфогенетические явления, как вытягивание гипокотиля, образование ан-тоцианинов в проростках и цветение некоторых растений длинного дня. Этим процессам способствует продолжительное облучение красным, дальним красным и синим светом высокой интенсивности, а не воздействие более слабого света, влияющего на трансформацию фитохрома. Спектры действия для этих реакций имеют пики в области 420—480 нм и 710— 720 нм (рис. 11.13). Некоторые из этих морфогенетических изменений можно вызвать кратким облучением при 660 нм и предотвратить последующим столь же кратким облучением при 730 нм, но длительное облучение всегда более эффективно. Видимо, эти реакции скорее требуют низкого уровня Фдк в течение длительного времени, чем высокого уровня в течение короткого периода к такому результату может приводить воздействие синего света или же красного света с длиной волны 710— 720 нм. Однако причины потребности в интенсивном облучении не ясны. Важную роль могЛи бы играть кругообращение пигмента и образование его промежуточных.форм, так как эти процессы зависят от интенсивности света. Однако были предложены и другие объяснения, и потребуется еще много работы, чтобы понять реакции на высокую облученность. Не известно, например, обусловлено ли влияние синего света поглощением его фитохромами Фк и Фдк или в этом участвует пигмент вроде тех, которые регулируют фототропизм. [c.346]

Как и у проростков овса, максимальная фототропная чувствительность у грибов проявляется к синему свету. В спектре действия фототропизма спорангиофор Рку-сотусез (рис. 35) имеются три отчетливых максимума (при 445, 470 и 370 нм) и плечо около 430 нм. [c.166]

В спектре действия сине-зеленой водоросли То1у-роШг1х (рис. 36) главный максимум расположен при 450, а побочный — при 470—480 нм. Для всех описанных биологических объектов свет с длиной волны 510— 520 нм к фототропизмам не приводит. [c.167]

Что касается производных рибофлавина, то они имеют в водных растворах две широкие полосы поглощения — при 370 и 445 нм. Однако длинноволновая полоса поглощения рибофлавина в противоположность полосе в спектре действия фототропизма проростков овса не структурирована и соотношения интенсивностей максимумов в спектоах действия и поглощения не совпадают. По данным Хэрбури, характерная для спектров действия структурированность появляется в спектрах поглощения рибофлавина, если его перевести в неполярный растворитель (бензол) или в кристаллическое состояние. Однако сам по себе этот факт не является достаточно веским аргументом в пользу фоторецепторной активности флавиновых пигментов. [c.168]

Следует отметить, что флавины — не единственные предполагаемые хромофоры у представителей растительного мира. В спектре действия фототропизма мха Phys omitrium обнаруживается только одна эффективная область (600—800 нм), которая связывается с фитохромом. При этом для фототропной реакции характерны основные взаимоотношения между красным (660 нм) и дальним красным (730 нм) светом, свойственные фитохромной системе. В тех немногих опытах, когда исследователям удавалось отодвинуть спектральную границу действующего света в коротковолновую сторону, была зарегистрирована эффективность света и в области белкового поглощения. [c.169]

Точные измерения показали, что спектр действия положительного фототропизма у спорангиеносцев фикомицетов почти идентичен таковому для колеоптилей овса и других зерновых. Следовательно, подобный фоторецептор, видимо, существует и у большинства организмов. Такие спектры действия наводят иа мысль, что фоторецептором в фототропизме является желтый пигмент. Наиболее вероятно, что им может быть либо каротино-ид, либо флавин. Спектры поглощения З-каротина и рибофлавина показаны на рис. 7.6 хотя оба пигмента имеют максимумы поглощения в синей области, ни один из спектров поглощения полностью не совпадает со спектром действия фототропизма (рис. 7.5). [c.268]

Рис. 7.6. Спектры поглощения рибофлавина (/) и р-каротииа (//). Ни одии из них не совпадает со спектром действия фототропизма (рис. 7.5), одиако когда определение рибофлавина ведется в липоидиом растворителе, его спектр поглощения в большей степени сходен со спектром действия.

Еще в начале нашего столетия Блау обратил внимание на то, что при симметричном освещении синим светом как колеоптилей злаков, так и спорангиеносцев фикомицетов у них наблюдается кратковременное изменение скоростей роста. Это явление было названо светоростовой реакцией. Спектр действия светоростовых реакций у отдельных организмов соответствует спектру действия фототропизма. Некоторые исследователи, в том числе и Блау, пришли к заключению, что фототропизм может быть полностью объяснен на основе светоростовой реакции. [c.277]

Других реакциях, но критический процент варьировал в зависимости от типа ткаии. Следовательно, можно считать, что фито-хром представляет собой фоторецептор для высоко иергетиче-ских эффектов и в дальней красной области. Однако имеются данные, что эффекты в синей области спектра действия ВЭР связаны с участием какого-то другого фоторецептора. Так, спектр действия ВЭР в синен области идентичен спектру действия фототропизма как у высших растений, так и у грибов, которые не содержат фитохрома. Опять же у проростков колючего огурца, перенесенных из темноты на синий свет, спустя 30 с происходит снижение скорости растяжения гипокотиля, тогда как при освещении дальним красным лаг-нериод составляет 40 мин. Фоторецептором, обусловливающим ВЭР в синей области, может быть флавин, контролирующий многие фотобиологи-ческие реакции как у низших, так и у высших растений. [c.316]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология