Квантовый в фотосистеме

Сообщалось об определенном успехе, достигнутом заменой рутениевого сенсибилизатора металлопорфиринами, которые имеют преимущество с точки зрения коммерческой эксплуатации. Особенно многообещающим представляется водорастворимый цинк-порфирин, дающий квантовый выход выделения Ог до 0,5. Еще большим успехом, чем даже производство кислорода, явилось бы соединение восстановительной и окислительной систем так, чтобы не требовались расходуемые соединения. Следует напомнить, что природный фотосинтетический процесс (разд. 8.3) достигает такого сопряжения путем использования общей окислительно-восстановительной цепи, действующей между двумя фотосистемами. Попытки моделирования этих процессов в лабораторных условиях обычно терпят неудачу из-за необходимости обеспечить кинетическую избирательность между желаемой прямой реакцией и конкурирующей обратной реакцией. Среди предложений по преодолению этих трудностей есть такие, которые включают упорядоченные структуры типа мицелл, созданных из сотен молекул поверхностно-активных веществ, и разделение двух реакций в пространстве, например с помощью мембран, пропускающих частицы не крупнее электронов и протонов. [c.271]

Определение квантового расхода при восстановлении СО2 у эубактерий с одной фотосистемой обнаружило такую же вели- [c.289]

Фотосистемы I и И [39]. Еще в 1943 г. Эмерсон и Люис обнаружили, что квантовый выход фотосинтеза зеленых растений при освещении в области 695—700 нм значительно ниже, чем в области -<670—680 нм [40]. Эффективность этого длинноволнового излучения сильно повышается при добавлении коротковолнового света, при этом квантовый выход фотосинтеза при освещении обоими участками спектра выше, чем при простом суммировании, Такое неаддитивное повышение интенсивности фотосинтеза в длинноволновой части спектра называют эффектом Эмерсона. Эффект Эмерсона отвечает по спектру действия хроматическим переходам. Они заключаются в изменении скорости выделения кислорода при быстрой смене длины волны действующего света коротковолновое излучение вызывает кратковременное повышение скорости выделения кислорода, а длинноволновое —снижение этой скорости. [c.25]

При поглощении одного кванта света фотосистема II за время менее 10" с поднимает один электрон от воды через первичный переносчик электрона к первичному акцептору электронов. Измерены квантовые выходы реакций его восстановления фотосистемой II и окисления фотосистемой I, которые оказались равными 1, т. е. е1Н =. Подъем электрона сопровождается изменениями редокс-потенциала от +0,8 до 0,0 В, т. е. восстановленный Q временно запасает в себе энергию 18 ккал/моль, [c.78]

Две фотосистемы. Впервые идею о существовании в хлоропластах двух фотосистем высказал Р. Эмерсон (1957), изучая влияние света на квантовый выход фотосинтеза у хлореллы. [c.79]

Первичный акцептор электронов фотосистемы II Квантовый выход [c.575]

В результате многочисленных экспериментальных исследований было установлено, что в хлоропластах имеются две различные фотосистемы. Скорость фотосинтеза исследовалась как функция длины световой волны. Скорость фотосинтеза, разделенная на количество квантов при каждой длине волны, дает относительную квантовую эффективность процесса. Для единичного фоторецептора квантовая эффективность должна быть независимой от длины волны за пределами его полосы поглощения. Эта закономерность не имеет места при фотосинтезе [c.187]

Представление о двух последовательных фотосистемах достаточно хорощо объясняло эффект Эмерсона , который нащел, что низкая квантовая эффективность [c.165]

Если принять схему последовательного участия двух фотосистем в фотосинтетическом переносе электронов, то можно прийти к выводу, что квантовый расход восстановления одной молекулы НАДФ (т. е. переноса двух электронов) в реакции Хилла должен быть равен 4. Для переноса каждого электрона требуется поглощение одного кванта в фотосистеме 2 и одного —в фотосистеме 1. В результате этого может освободиться один атом кислорода. Для образования одной молекулы кислорода (Ог) требуется затратить минимум (в идеальном случае) 8 квантов света. [c.169]

Мы уже говорили о том, что фотоны через множество пигментных молекул перемещаются к молекулам с наименьшей энергией возбужденного состояния и, достигнув их, больше не могут быть переданы другим молекулам. Такие улавливающие центры являются, очевидно, местами инициирования фотохимических реакций. Конечным пунктом передачи энергии в фотосистеме I служит особая или особым образом связанная молекула хлорофилла а (концентрация таких молекул составляет 1/500 от общей концентрации хлорофилла). Красный максимум поглощения этого хлорофилла а расположен около 700 ммк и уменьшается под действием света. Это фотохимическое выцветание (blea hing), которое обратимо в темноте, позволяет обнаруживать Р700 методом чувствительной дифференциальной спектроскопии [60]. Высокий квантовый выход ( 1) процесса выцветания , а также тот факт, что оно обнаруживается при очень низких температурах, указывают на наличие прямого фотохимического акта. [c.562]

Согласно второй гипотезе распределения квантов, предполагается, что две фотосистемы не разделены, и кванты, поглощенные одной системой, могут переливаться ( spill over ) в другую. Так как передача энергии имеет место от коротковолновых форм пигментов к длинноволновым формам, поглощенные кванты, находя ловушку в системе II занятой, могут переходить в систему I (которая содержит наиболее длинноволновые компоненты хлорофилла) и использоваться ловушкой этой системы. Это событие может вызвать регенерацию ловушки в системе И, так что подобный сервомеханизм поддерживал бы выход постоянным и максимальным при всех длинах волн короче, чем длина волны, при которой поглощает пигмент системы II. В то же время, поскольку обратная передача энергии от длинноволновых форм пигментов к коротковолновым не может происходить, квантовый выход при больших длинах волн падает, так как уменьшается поглощение системы II. Эта очень заманчивая гипотеза была выдвинута в нескольких вариантах, разнящихся между собой только в вопросе о том, разделены или не разделены ловушки двух фотосистем темновыми реакциями. [c.571]

Что касается квантового выхода фотосинтеза, по новой схеме он остается таким же, как и по общепринятой. Восемь квантов требуется для двух фотореакций, осуществляемых при участии фотосистемы П а два кванта для получения дополнительной молекулы АТФ в циклическом переносе электрона, ассоциированного с фотосистемой I. Минимальный расход квантов равен, оледовательно, 8-10. [c.215]

Большинство работ, выполненных методами флеш-фотолиза и импульсного радиолиза, посвящено определению важнейших параметров возбужденных состояний мономеров хлорофилла и бактериохлорофилла в растворе, таким, как квантовый выход образования, спектр поглощения, время жизни и (в особенности для ВСЫ) величина Ят. а также скорости реакций переноса энергии и электрона. Однако реакционные центры фотосинтетических систем (фотосистемы I и фотосистемы фотосинтезирующих бактерий) содержат так называемую специальную пару сильно взаимодействующих молекул СЫ или ВСЫ поэтому флеот-фотолиз также применялся для исследований димеров хлорофилла. [c.68]

При температурах 4 и 77 К хлорофилл 2 флуоресцирует при 698, а хлорофилл 1 — при 725 нм. Максимумы флуоресценции при 681 и 687 нм принадлежат формам хлорофилла а Р то и Рв78 — пигментам-светосборщикам фотосистемы П. Характерно, что пигменты фотосистемы П обладают большим квантовым выходом флуоресценции и меньшей степенью поляризации свечения, чем пигменты фотосистемы I. Данные поляризованной люминесценции для отдельного хлоропласта, а также дихроизм при 700 нм указывают на то, что небольшая доля молекул хлорофилла, дающего свечение при 720 нм (ФС I), находится в мембране в ориентированном состоянии. [c.67]

Второй антитермодинамический подброс электрона происходит в пределах фотосистемы И при поглощении света формой Руоо электрон, отрываясь от цитохрома /, восстанавливает неидентифицированный интермедиат X, окислительно-восстановительный потенциал которого равен —0,6 В. Восстановленная форма интермедиата X временно запасает в себе избыточную энергию 32 ккал/моль. Квантовый выход этой реакции elhv равняется 1. Именно эта величина была получена при окисле- [c.80]

В ходе циклического фосфорилирования. Цикл включает фотохимически активную длинноволновую форму хлорофилла, ферредоксин, цитохром и цитохром Донор электрона для хлорофилла — цитохром [, акцептор — ферредоксин. Фотосистема I является автономной и изолированной от фотосистемы И. Гипотеза Арнона базируется в основном на двух полученных им экспериментальных фактах 1) отсутствии красного падения (эффекта Эмерсона) при образовании НАДФНг и 2) росте квантового расхода образования НАДФНг в области поглощения первой фотосистемы (Я>690 нм). [c.88]

ФСП играет центральную роль в генерировании и регуляции электронного транспорта в хлоропластах. Поэтому показатели, отражающие эффективность работы ФСП являются важным компонентом мониторинга активности фотосинтетического аппарата. Метод ИФХ обладает большими возможностями в плане получения информации о состоянии комплексов ФСМ. Одной из основных характеристик комплексов ФСМ является квантовый выход фотохимического превращения энергии, осуществляемого ФСМ. Этот показатель, называемый также квантовым выходом фотохимии ФСП, определяется как соотношение количества квантов, используемых в разделении зарядов в ФСП, к общему количеству квантов, поглощенных антенной этой фотосистемы. Наличие взаимосвязи между квантовым выходом флуоресценции хлорофилла и квантовым выходом фотохимии ФС П имеет большое значение для практического применения метода ИФХ. Существуют различные способы математического вывода зтой зависимости. Все они базируются на наличии конкуренции флуоресценции с другими процессами реализации энергии возбуждения и зависят от используемой модели системы. Ниже приведен наиболее общий вариант (S hreiber et aL 1998). [c.45]

Сравнение квантовых выходов эффективности электронного транспорта в комплексах ФС1 и ФСП свидетельствует о сбалансированности потока электронов через эти фотосистемы (Harbinson et a . 1989 Ei helmann, Laisk 2000, см. также рис. 4.12). [c.109]

На соотношение квантовых выходов с тохимии ФС1 и ФС11 может оказывать влияние ингибирование электронного транспорта между фотосистемами, наличие циклического транспорта электронов, изменение пулов ФС1 и ФСИ (Harbinson eta/. 1989). [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология