Фотосинтез определение

Крахмал, макромолекула которого состоит из звеньев глюкозы, представляет собой не индивидуальное вещество, а смесь полисахаридов, отличающихся не только размером макромолекул, но и строением. Крахмал является одним из важнейших продуктов фотосинтеза, образующихся в зеленых частях растений, и составляет основную часть питательного вещества хлеба, картофеля и различных круп. В воде при определенной температуре крахмал набухает и клейсте-ризуется, образуя внешне однородную густую жидкость — крахмальный клейстер, который широко применяют в технике в качестве клея, для шлихтования и отделки тканей, для проклеивания бумаги и т, д. Путем гидролиза из крахмала получают декстрин, патоку и глюкозу, [c.418]

Фотосинтез осуществляют все зеленые растения, сине-зеленые водоросли и некоторые группы бактерий. Существует вполне определенное соответствие между спектром поглощения отдельными элементами растений и спектром излучения Солнца. Реакция фотосинтеза имеет большую эффективность от 30 до 60% поглощенной энергии используется для образования углеводов и кислорода. [c.189]

Приведенная выше схема фотосинтеза является лишь приближенной и не отражает всех деталей этого чрезвычайно сложного явления. В последние годы было установлено, что на восстановление одной молекулы СОа ДО углерода затрачивается не один, а 8—12 квантов энергии. Это свидетельствует о том, что в процессе фотосинтеза происходит по крайней мере восемь первичных фотохимических реакций, которые совершаются в определенном порядке с другими (не фотохимическими) реакциями. [c.178]

Все это лишний раз подтверждает чрезвычайную сложность процесса фотосинтеза, каждая ступень которого требует не только определенных условий среды, но и очень сложной системы вспомогательных веществ, а также строго определенной внутренней структуры внутриклеточного содержимого. На важность структурных факторов указывает то, что зеленый лист, подвергшийся механическому воздействию (например, если прокатать его на стекле толстой стеклянной палочкой), теряет способность к фотосинтезу. [c.179]

Максимальные интенсивности фотосинтеза, определенные у разных растений при помощи радиоактивного углерода С1 [c.38]

Растения, выращенные в оранжерее, фотосинтез определен при искусственном освещении лампой накаливания 20 ООО лк. [c.38]

Более сложным является проведение так называемой таксономической индикации, т. е. определение геологического возраста исходных биологических молекул. Вопрос этот значительно более сложен, чем генетическая типизация нефтей, однако он весьма интересен, так как связан с особенностями распространения различных органических соединений в живых организмах и современной эпохи, и далекого прошлого. Этими проблемами широко занимается, в частности, такая научная дисциплина, как органическая геохимия. Трудности, здесь возникают по ряду обстоятельств. Прежде всего, тип органических молекул, получаемых при фотосинтезе, постоянен, однако некоторая эволюция (в молекулярном аспекте) все же наблюдается [36, 37]. О стабильности процесса фотосинтеза свидетельствует хотя бы тот факт, что за миллиарды лет его существования живая клетка синтезирует все тот же один из 8 энантиомеров фитола и один из 256 энантиомеров холестерина ( ). [c.256]

Основной задачей при исследовании фотосинтеза на современном этапе являются расшифровка природы всех участников электронно-транспортной цепи от H2O до O2, установление строгой последовательности их расположения и характера донорно-акцепторных, ион-дипольных, координационных и других взаимодействий этих молекул в составе фотосинтетического аппарата, определение природы их связи с молекулами хлорофилла, белков и липидов мембран хлореллы. Все эти вопросы относятся к структуре фотосинтетического аппарата, которая непосредственно определяет его функции. [c.743]

Фосфор играет исключительно важную роль в осуществлении обмена энергии в растениях. Энергия солнечного света в процессе фотосинтеза и энергия, выделяющаяся в процессах окисления, происходящих в растении, накапливается в растениях в виде энергии фосфатных связей определенных соединений. Эта энергия используется растением для роста, поглощения питательных веществ из почвы, синтеза органических соединений. Усиленное снабжение растения фосфором позволяет получать более ранний урожай и более высокого качества. [c.696]

В предыдущей главе был рассмотрен ряд групп прокариот, относящихся к эубактериям, получающих энергию в реакциях субстратного фосфорилирования и не зависящих от молекулярного кислорода. Их предки появились на Земле, когда в ее атмосфере отсутствовал Оз. Единственным источником свободной энергии, доступным первобытным организмам, была химическая энергия органических молекул, возникших в основном абиогенным путем. Увеличение численности популяций приводило к возрастанию использования органических молекул в окружающей среде, которое на определенном этапе стало превышать их накопление. В результате органические вещества постепенно исчерпывались из среды. Создавалась критическая ситуация, вызываемая нехваткой соединений, которые могли бы служить источником свободной энергии для организмов. Перед ними возникла проблема поиска новых источников углеродного питания и свободной энергии. В энергетическом плане необходимо было найти способ получения энергии за счет постоянно действующего источника. Такой источник энергии представляет собой солнечная радиация. Глобальное значение развившейся способности использовать световую энергию в том, что фотосинтез — единственный процесс, приводящий к увеличению свободной энергии на нашей планете. Таким образом, фотосинтез обязан своим происхождением экологическому кризису, возникшему в результате исчерпания на определенном этапе развития жизни органических ресурсов планеты. [c.262]

При облучении светом определенной длины волны газовой смеси водорода и паров брома образуется бромоводород. В механизм фотосинтеза НВг могут быть включены следующие элементарные (простейшие) процессы [c.237]

Выше рассматривалась ситуация, в которой спин-спиновые взаимодействия считались фиксированными, обменные интегралы считались постоянными в течение времени жизни РП. Такую ситуацию можно было бы назвать статической моделью спинового катализа. РП и парамагнитная добавка в этой модели образуют жесткую структуру с фиксированными расстояниями между спинами. Такая ситуация вполне может реализоваться в эксперименте. Например, реакционный центр фотосинтеза представляет собой молекулярный аппарат , в котором составляющие молекулы организованы в определенную структуру. При разделении заряда в реакционном центре образуется ион-радикальная пара. Спиновая динамика в этой радикальной паре может измениться при взаимодействии этих анион-радикалов с двухвалентным ионом железа - парамагнитной частицей. В этом случае ион железа может ускорять или замедлять процесс разделения зарядов в реакционном центре, и для описания влияния парамагнитной добавки можно применить статическую трехспиновую модель. [c.69]

Поляризация спинов интересна с двух точек зрения. С одной стороны, она повышает чувствительность метода ЭПР при исследовании первичных стадий разделения зарядов в реакционном центре фотосинтеза, так как спиновая динамика в спин-коррелированных РП создает неравновесную поляризацию спинов, которая существенно (на порядки) больше равновесной поляризации, и поэтому сигналы ЭПР усилены. С другой стороны, спиновая динамика в РП создает такие формы упорядоченности и/или взаимной упорядоченности электронных спинов, которые пренебрежимо малы или вовсе отсутствуют в термодинамическом равновесии. Поэтому в условиях ХПЭ может наблюдаться не только усиленное поглощение, но и эмиссия на определенных частотах, спектр может иметь антифазную структуру, когда линии поглощения чередуются с линиями эмиссии. Уже сам факт наблюдения эффектов ХПЭ в спектрах ЭПР РЦ фотосинтеза, антифазная структура спектра, указывает на то, что спин-спиновое взаимодействие между радикалами пары играет важную роль в спиновой динамике РП. Найдя из анализа спектров ЭПР параметры спин-спинового взаимодействия, можно сделать заключение [c.116]

Итак, при определении объемной силы g в уравнении баланса сил и количества движения (2.1.2) необходимо учитывать влияние изменения концентрации компонентов С на плотность. Действительно, во многих важных случаях изменение концентрации является единственной движущей силой. Тогда С входит в уравнение (2.1.2) в том же виде, как температура в течениях, вызванных переносом тепла. Чтобы связать конвективный и диффузионный перенос химических компонентов, необходимо дополнительное уравнение сохранения, аналогичное уравнению (2.1.3) для температуры. Если происходит одновременная диффузия нескольких различных химических компонентов, требуется несколько таких уравнений. Примером является движение слоя воздуха, непосредственно примыкающего к нагреваемому солнцем листу, находящемуся в почти покоящемся воздухе. Регулирование температуры осуществляется переносом тепла и образованием водяного пара, диффундирующего с поверхности. Но процесс фотосинтеза требует, чтобы к поверхности диффундировал СОг из безграничного резервуара атмосферы, в котором концентрация СОг составляет 0,035 %. Кроме того, с поверхности выделяется и диффундирует О2. Таким образом, имеются три активно диффундирующих компонента водяной пар Н2О, углекислый газ СО2 и кислород О2. Каждый из них диффундирует под действием очень малых, но различных разностей концентраций Со—Соо. Эти процессы происходят в среде, состоящей из других составляющих воздуха — главным образом N2 и основного содержания О2. [c.35]

Система аэрации может быть механическая или пневматическая. Методика расчета механических систем аэрации прудов заключается в определении числа аэраторов, способных подать необходимое количество кислорода без учета его поступления путем фотосинтеза и атмосферной реаэрации. [c.230]

Микроорганизмы, которые способны сами синтезировать органические вещества из СО2 в процессе хемо- или фотосинтеза, называют автотрофными, а микроорганизмы, для существования которых необходимы уже готовые органические вещества,— гетеротрофными. В круговороте углерода в природе принимают участие как авто-, так и гетеротрофные организмы, причем существует определенное равновесие между фиксирующими СО2 фотосинтезирующими организмами (главным образом растениями) и микроорганизмами, разрушающими органические соединения. Установлено, что ежегодно в процессе фотосинтеза из атмосферы потребляется примерно 60 млрд. т СО2 и такое же количество СО2 ежегодно образуется в процессах микробиологической минерализации. [c.9]

Каротиноиды широко распространены в растениях, особенно в листьях и плодах [316] они играют важную роль в обмене веществ в эпителиальных и других растительных клетках. Возможно, что каротиноиды выполняют роль светофильтра в механизме поглощения поверхностью листа лучистой энергии определенной длины волны, необходимой для фотосинтеза органического вещества, и защищают хлорофил от фотоокисления [413, 414]. [c.214]

Одноклеточная водоросль может расти в отсутствие фотосинтеза на глюкозе в качестве источника углерода. В этих условиях глюкоза метаболизируется до ацетата, который и используется для биосинтеза клеточных компонентов. Если клетки культивировать в условиях отсутствия фотосинтеза, в качестве единственного источника воды использовать оксид дейте-)ия ( НгО), а в качестве источника углерода — обычную Н]-глюкозу, то распределение Н и в образующихся молекулах каротина и хлорофилла будет строго определенным. Если же культуру перенести в условия, при которых возможен фотосинтез (свет+СОг в качестве источника углерода), то как со временем будет изменяться характер распределения метки в пигментах (Источником воды остается оксид дейтерия.) [c.399]

Выбор в качестве экзогенных доноров электронов восстановленных соединений серы обусловил определенную привязанность возникших фототрофных эубактерий к местам обитания, где эти соединения имеются. Колоссальное преимущество форм, которые, сохранив положительные моменты сформированного фотосинтетического аппарата, могли бы в качестве экзогенного донора электронов использовать повсеместно распространенное вещество, очевидно. Таким веществом является вода. Поэтому следующий принципиально важный шаг на пути эволюции фотосинтеза и фотосинтезирующих организмов — способность использовать воду в качестве донора электронов. [c.287]

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЕТОВОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ФОТОСИНТЕЗЕ, ОПРЕДЕЛЕННОЕ ПРИ ПОМОЩИ ФОТОКАЛОРИМЕТРА [c.562]

Сплошные стрелки указывают те реакции цикла восстановления углерода, которые были выяснены Кальвином и его сотрудниками. Прерывистая линия изображает гипотетическую реакцию восстановительного карбоксилирования (подробности см. в тексте). Двойными стрелками отмечены некоторые биосинтетические пути, ведущие свое начало от промежуточных соединений цикла. Звездочками указана относительная степень включения метки (приближенно) после нескольких секунд фотосинтеза, определенная методом химической деградации, как указано в тексте. Сокращения Р — РОзН- РДФ — рибулозо-1,5-дифосфат ФДФ — фруктозо-1,6-дифосфат СГДФ — седогептулозо-1,7-дифосфат ТПФ — тиаминпирофосфат ГФ — глюкозо-6-фосфат ФЕП — фосфоенолпировиноградная кислота. Цифры у стрелок —это номера уравнений реакций, приведенных в тексте римские цифры при структурных формулах те же, что ив тексте. [c.545]

Пигмент, связанный с превращением энергии Особенность процесса Прокариоты, осуществляющие фотосинтез определенного тниа [c.253]

Развитие идей фотоэлектрохимии на поверхности раздела раствор — полупроводник связано с измельченными полупроводниковыми частицами. Порошки ТЮ2 в смеси с платиной, нанесенные на поверхность, оказались особенно эффективными. Каждая частица может рассматриваться как фотоэлектрохи-мический элемент с замкнутой цепью, соединяющей полупроводниковый и противоэлектроды. Обрисованные выше в общих чертах основные принципы остаются применимыми, несмотря на то, что внешняя электрическая цепь отсутствует. Хотя расстояние между анодом и катодом существенно меньше, чем в обычных электрохимических элементах, продукты реакций переноса заряда остаются разделенными, что невозможно в гомогенных процессах, когда оба противоположных продукта образуются в одной и той же клетке раствора. Описан ряд гетерогенных фотосинтетических и фотокаталитических процессов, использующих определенные полупроводники, для получения СНзОН из СО2, РН из КСООН и ЫНз из N2. В отдельных случаях в качестве фотокатализатора могут действовать чистые порошки полупроводника без примеси металла. Выходы продуктов обычно получаются относительно низкими из-за кинетических ограничений и необходимости применять полупроводниковые материалы с большой шириной запрещенной зоны, которые неэффективно используют солнечный спектр. Возможно, следует придерживаться стратегии природного фотосинтеза, делая энергетические потери полезными путем использования двух фотонов низкой энергии для переноса одного электрона. [c.281]

Особенно удивительным следует считать то, что передача аденозинтри-фосфатом свободной (способной произвести химическую работу) энергии оказывается возможной не для протекания вполне определенных специальных (специфически обусловленных набором случайностей) химических реакций, а совершается как-то универсально АТФ является действенным источником свободной энергии для очень большого набора разнообразных химических процессов, делая осуществимыми многие самые трудные и важные для жизни химические превращения к этому списку реакций можно причислить и процессы дыхания, и фотосинтез, и сокращение мышц, и синтез белков, а также нуклеиновых кислот с их наследственной информацией и т. п. [c.330]

Источником кислорода служит не только воздушная среда, но и процесс фотосинтеза высших растений, который в некстгорых случаях приводит к локальному повьппению концентрации растворенного в воде кислорода и усилению действия коррозионных пар дифференциальной аэрации. Содержание кислорода в морской воде достигает 12 мг/л. Наибольшее количество кислорода содержится в поверхностных слоях воды. С увеличением глубины оно уменьшаете , а начиная с определенной глубины, может опять возрастать. Так, например, в воде Тихого океана содержание кислорода составляет, г/л на поверхности - 5,8 на глубине 700 м - 0,25 1500 м - 1,00. В воде Атлантического океана этот показатель соответственно равен 4,59 3,11 и 5,73 г/л [28]. [c.14]

В рамках общего О.в. изучение энергетич. обмена у фототрофов состоит в определении энергетич. параметров фотосинтеза, у хемотрофов - в исследовании баланса между энергией, вьщеляемой при расщеплении субстратов О.в., и энергией, расходуемой на биосинтез конечных продуктов О.в., ва совершение мех. работы, а также рассеиваемой в виде тепла. В общем энергетич. обмене животных выделяют осн. об мен-миним. кол-во энергии, необходимое для поддержания жизни организма в состоянии покоя. У взрослого человека он составляет 1600-1700 ккал/сут (6700-7100 кДж/сут). Кол-во тепла, выделяемое теплокровными животными при осн. обмене, пропорционально пов-сти их тела (правило Рубнера). Более точно теплопродукция (в ккал/сут) организма животных выражается ф-лой У = = 70 (М-масса тела в кг). Данные об общем энер- [c.316]

В процессах дыхания и фотосинтеза освобождающаяся при переносе электронов энергия запасается первоначально в форме электрохимического трансмембранного градиента ионов водорода (ДДн+)> т.е. имеет место превращение химической и электромагнитной энергии в электрохимическую. Последняя затем может быть использована для синтеза АТФ. Поскольку в обоих процессах синтез АТФ обязательно связан с мембранами, реакции, приводящие к его образованию, получили название мембранзави-симого фосфорилирования. Последнее подразделяется на два вида окислительное (АТФ образуется в процессе электронного переноса при окислении химических соединений) и ф о-тосинтетическое (синтез АТФ связан с фотосинтетическим электронным транспортом) фосфорилирование. Следует подчеркнуть, что принципы генерации АТФ при фотосинтезе и дыхании, т. е. механизмы мембранзависимого фосфорилирования, одинаковы. Таким образом, энергия, получаемая в процессах брожения, дыхания или фотосинтеза, запасается в определенных формах. [c.97]

Современная Т. включает произ-во прецизионной калориметрич. аппаратуры. Выпускаемые серийно в ряде стран микрокалориметры отличаются высокой чувствительностью, практически неограниченной продолжительностью измерений и широко применяются при определении небольших тепловых эффектов и теплот медленных р-ций, недоступных ранее для прямого термохйм. изучения (гидролиз сложных эфиров, этерификация, гидратация оксидов, твердение цемента и др.). Развитие микрокалориметрии открыло возможности для термохйм. изученйя биохим. процессов и превращений макромолекул. Изучаются тепловые эффекты, сопровождающие ферментативные р-ции, фотосинтез, размножение бактерий и др. Дифференциальные сканирующие калориметры позволяют ускорить и упростить измерение теплоемкостей и теплот фазовых переходов по сравнению с классич. приборами, действующими па принципе периодич. ввода энергии. [c.547]

Один из возможных способов увеличения фотосинтеза и, следовательно, продуктивности растений состоит в клонировании хлоро-пластных генов в клетках бактерий и их переносе в растения. Известно, что хлоропласты и прокариотические клетки сходны по ряду признаков. На основании этого возникла симбиотическая гипотеза происхождения хлоропластов, впервые выдвинутая А. С. Фамин-циньпл (1886). Согласно этой гипотезе, клетки прокариот и хлоропласты сходны. В них присутствуют кольцевые ДНК, 708-рибо-сомы синтез белков начинается с одной и той же аминокислоты — N-формилметионина, а синтез белка подавляется хлорамфенико-лом, а не циклогексимидом, как у эукариот. Позже было показано, что ДНК-зависимая РНК-полимераза Е. соН связывается с определенными участками ДНК хлоропластов шпината. [c.150]

Приведены примеры использования теоретических положений к исследованию механизма экстракции, научению состояния воды в объектах фотосинтеза, изучению механизма адсорбции воды на снла-нольной поверхности и определению воды в органических соединениях с помощью ИК спектроскопии. [c.4]

Важные метаболические пути, в которых участвуют пятиуглеродные пентозные сахара, называют либо пентозофосфатным и путями, либо фосфоглюконатным путем, либо гексозомонофосфатным шунтом. Исторически первые данные о существовании таких путей были получены в экспериментах Варбурга по окислению глюкозо-6-фосфата в 6-фосфоглюконат. Напомним, что при изучении именно этой реакции был открыт NADP+ (гл. 2, разд. 3). Многие годы это окисление считали ферментативной реакцией, лежащей вне каких-либо определенных метаболических путей. Вместе с тем существовало предположение, что эта реакция является частью альтернативного пути распада глюкозы. Это предположение укрепилось после того, как было обнаружено, что процесс дыхания в тканях продолжается в присутствии высоких концентраций ионов фтора — известных ингиби торов енолазной реакции, — способных почти полностью блокировать процесс гликолиза. В некоторых тканях (в частности, в печени) этот альтернативный путь дыхания оказы вается особенно активным. Теперь мы знаем, что пентозофосфатные пути многообразны и многоплановы. Они не только занимают существенное место в процессах катаболизма,, но при функционировании в обратном направлении восстановительный пентозофосфатный путь) являются ключевыми реакциями фотосинтеза, приводящими к образованию сахара [c.339]

Значительная часть наших сведений о фотосинтезе была получена в результате изучения метаболизма двуокиси углерода, меченной С. Меченый углерод был обнаружен во многих продуктах, включая глюкозу, фруктозу и сахарозу. Для определения радиоактивности каждого из атомов углерода в данной молекуле была проведена деструкция ее на одиоуглеродиые фрагменты. [c.962]

Два образца одного и того же вещества, находящиеся в разных условиях, могут иметь несколько разные максимумы поглощения, а также несколько разные интенсивности поглощения, но эта разница столь мала, что ее трудно заметить при изучении этих спектров по отдельности. Однако вариации в этих величинах гораздо легче уловить, если один из образцов использовать в качестве стандарта, против которого снимается спектр другого образца. Получаемые при этом дифференциальные спектры являются очень высокочувствительным средством, с помощью которого обнаруживают небольшие изменения в светопоглощающих свойствах. Например, дифференциальные спектры свет — темнота , в которых сравнивают поглощение света освещенным образцом и образцом, содержащимся в темноте, оказались чрезвычайно ценными при выявлении незначительных изменений этой величины, которые имеют место при освещении фотосинтезирующих тканей или частиц. Дифференциальные спектры окисленных и восстановленных форм были использованы для получения информации об участии цито-хромов в цепи переноса электронов и об окислительно-восстановительном состоянии отдельных цитохромов в определенных условиях. С помощью этого основного метода и многих его изощренных модификаций мы узнали очень много нового о физических состояниях пигментов и их функционировании в фотосинтезе и транспорте электронов. [c.26]

Дыхание, фотосинтез являются точно согласованными многостадийными процессами, требующими участия ряда ферментов. В обоих случаях необходима определенная структурная организация ферментных систем — такие процессы строго локализова- [c.105]

К числу внутрицитоплазматических включений, выполняющих определенную функцию в фотосинтезе, относятся хлоросо-мы зеленых бактерий и фикобилисомы цианобактерий. В этих структурах локализованы пигменты, поглощающие кванты света [c.61]

У прокариот известны три способа получения энергии разные виды брожения, дыхания и фотосинтеза. В процессах брожения в определенных окислительно-восстановительных реакциях образуются нестабильные молекулы, фосфатная группа которых содержит много свободной энергии. Эта фуппа с помощью соответствующего фермента переносится на молекулу АДФ, что приводит к образованию АТФ. Реакции, в которых энергия, освобождающаяся на определенных окислительных этапах брожения запасается в молекулах АТФ, получили название субстратного фосфо-рилирования. Их особенностью является катализирование растворимыми ферментами. Образующийся в восстановительной части окислительно-восстановительных преобразований сбраживаемого субстрата восстановитель (НАД Н2, восстановленный фер-редоксин) переносит электроны на подходящий эндогенный акцептор электрона (пируват, ацетальдегид, ацетон и др.) или освобождается в виде газообразного водорода (Нз). [c.94]

По целому ряду свойств на молекулярном уровне, и прежде всего по анализу 16 — 185 рРНК, выявленные три группы живых организмов значительно различаются между собой, что привело исследователей к выводу о приблизительно одинаковом эволюционном расстоянии между ними. На основании анализа 165 рРНК сделаны также первые попытки выяснить филогенетические взаимоотношения в группе эубактерий. Все изученные эубактерии в соответствии с вычисленными коэффициентами сходства оказались распределенными на 10 эволюционных ветвей. Наиболее неожиданный результат — обнаружение фотосинтезирующих эубактерий в 5 ветвях из 10, позволяющее сделать заключение о большем их родстве с определенными нефотосинтезирующими эубактериями, чем между собой. Это позволяет по-новому подходить к проблеме происхождения разных видов фотосинтеза и фотосинтезирующих эубактерий. [c.163]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология