Фотосинтеза изучение

Если сравнить химический состав Земли с составом Вселенной, то, казалось бы, между ними не должно быть существенных различий, за исключением, пожалуй, водорода, который легко уходит из атмосферы в межпланетное пространство. К сожалению, судить о составе Земли можно лишь по составам атмосферы, гидросферы и земной коры, изученной в глубину не более чем на 20 км. Главная химическая особенность этих трех сфер — необычайно высокое содержание кислорода, что объясняется уже не строением ядер его атомов, а его химическими свойствами. Атомы кислорода способны образовывать прочные химические связи с атомами многих элементов, в том числе кремния и алюминия. В процессе образования земной коры эти элементы накапливались в ней благодаря легкоплавкости их соединений со щелочами. В итоге на поверхности нашей планеты выкристаллизовалась твердая кремнекислородная оболочка. Кислород, не считая воды, входит в состав 1364 минералов. В атмосфере кислород появился около 1,8 млрд. лет назад в результате действия на минералы микроорганизмов. В настоящее время выделение кислорода растениями за счет фотосинтеза возмещает его убыль в атмосфере в ходе процессов окисления, горения, гниения, дыхания. По числу известных природных соединении (432) второе место занимает кремний. Далее по распространенности атомов в земной коре следуют алюминий, натрий, железо, кальций, магний и калий [c.201]

В сельском хозяйстве — изучение процессов фотосинтеза, изучение усвояемости удобрений и определение эффективности использования растениями азота, фосфора, калия, микроэлементов, водных ресурсов [c.36]

Важнейшими фотохимическими реакциями такого рода являются, несомненно, реакции фотосинтеза, протекающие в растениях . К. А. Тимирязев, в результате тщательного изучения этого явления, с несомненностью установил, что синтез углеводов из углекислого газа и воды осуществляется растениями за счет энергии солнечного света, поглощаемого ими, и что к этому процессу полностью применим закон сохранения энергии. Работы К. А. Тимирязева нанесли решительный удар идеалистическим теориям, по которым такой синтез происходит под действием особой жизненной силы . [c.501]

Химические реакции, протекающие под воздействием света, называются фотохимическими, а сам раздел физической химии, занимающийся их изучением, получил название фотохимии. Примеров фотохимических реакций можно привести очень много. Так, смесь газов водорода и фтора на свету взрывается, аммиак разлагается на водород и азот, бромид серебра разлагается с выделением металлического серебра, что широко используется в фотографии, процесс отбелки тканей кислородсодержащими соединениями хлора также протекает под воздействием света и т. д. К числу фотохимических процессов относятся и реакции фотосинтеза, в результате которых в зеленых растениях из оксида углерода (IV) и воды образуются различные органические соединения, главным образом углеводы. [c.172]

Изучение физической и коллоидной химии дает возможность получить более глубокие знания об окружающем мире и, в частности, позволяет на более высоком уровне решать проблемы, связанные с развитием научных основ ведения сельского хозяйства. Физико-химический подход позволяет понимать процессы, идущие в такой сложной системе, как почва, улучшать производство новых удобрений, внедрять более эффективные методы разработки и вводить химические средства борьбы с вредителями и болезнями растений. Исследования фотохимических реакций, столь блестяще начатые К- А. Тимирязевым, позволяют глубже понять сущность сложных процессов фотосинтеза. Исследование почвенных коллоидов — необходимое условие повышения плодородия. [c.7]

Пигменты — важнейший компонент аппарата фотосинтеза. Изучение растительных пигментов резко ускорилось благодаря работам русского физиолога растений М. С. Цвета. Пытаясь найти способ разделения пигментов на индивидуальные вещества, Цвет в 1901 —1903 гг. открыл принципиально новый метод, который он назвал адсорбционной хроматографией. Через колонку с сорбентом пропускается растворитель с растворенными веществами. Так как вещества различаются по степени адсорбции, они перемещаются по колонке с разной скоростью. В результате происходит разделение веществ. Этот прием широко используется в современной биохимии, химии и в некоторых отраслях промышленности. С помощью хроматографического метода Цвет обнаружил два хлорофилла — а и 6 и разделил желтые пигменты листа на три фракции. [c.65]

Сущность процесса фотосинтеза растениями еще до сих пор окончательно не выяснена. Изучение этого вопроса очень важно с точки зрения получения высоких и устойчивых урожаев. [c.145]

Еще один подход, позволяющий судить о транспортных продуктах фотосинтеза — изучение оттока различных соединений из изолированных хлоропластов в окружающую водную среду. Естественно, что в этом случае необходимым требованием является целостность внешней мембраны хлоропластов. Осуществление кинетических опытов позволяет судить о наиболее быстрых транспортных продуктах и об их превращении в другие соединения вне хлоропластов. [c.260]

Изучение с помощью физической химии фотохимических реакций позволяет глубже вникать в сущность сложных процессов фотосинтеза. [c.8]

Осуществляя синтез химических веществ, можно часть обычных изотопов заменить на редкие стабильные изотопы. Например, водород-1 можно заменить на водород-2, углерод-12 — на углерод-13, азот-14 — на азот-15, а кислород-16 — на кислород-18. С помощью таких жченых соединений можно изучать механизмы реакций, происходящих в живых тканях. Новатором в такого рода работе был американский биохимик Рудольф Шонхеймер (1898—1941), который, используя водород-2 и азот-15, провел важные исследования жиров и белков. После окончания второй мировой войны такие изотопы стали более доступны, что позволило провести более тщательное изучение механизмов реакций. Примером того, какую роль могут сыграть изотопы, служит работа американского биохимика Мелвина Келвина (род. в 1911 г.). В 50-х годах XX в. он применил углерод-14 для изучения механизма реакций фотосинтеза. Работу эту Келвин проделал с такой обстоятельностью, которая всего лишь двадцать лет назад считалась совершенно невозможной. [c.173]

Человечество еще не в состоянии воспроизводить удивительное искусство растений превращать энергию солнечных лучей во внутреннюю энергию химических веществ. Действительно механизм, посредством которого растения достигают этого фотосинтез), изучен еще далеко не достаточно. Схематически процесс фотосинтеза можно описать следующим уравнением [c.269]

Следовательно, при изменении концентрации в указанных пределах фотосинтез изученных растений находится в состоянии насыщения углекислотой, хотя его интенсивности сильно отличаются у разных видов. На основании этих опытов можно сказать, что обычно наблюдаемое в газгольдере на протяжении серии определений понижение концентрации углекислоты от 1 до 0.3% не влечет за собой изменений интенсивности фотосинтеза. [c.21]

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

Фотохимическая реакция—химическая реакция, вызываемая действием света. Напр., фотосинтез в растениях, распад бромида серебра в светочувствительном слое фотопластинки, превращение молекул кислорода в озон в верхних слоях атмосферы, взаимодействие хлора с водородом на свету с образованием НС1 и т. д. Фотохимия — область химии, которая занимается изучением фотохимических реакций. [c.145]

Как стабильные , так и радиоактивные изотопы широко используются в химических и биологических исследованиях. Введение изотопных меток произвело целую революцию в изучении метаболизма. В одном из первых биологических экспериментов, основанных на использовании стабильного изотопа (регистрируемого масс-спектрометрически), Шен-геймер с сотрудниками в 1937 г. обнаружили неожиданно высокую скорость обновления белков в живых тканях (гл. 14, разд. Б). Используя СО2, Кэлвин и др. впервые проследили путь углерода в процессе фотосинтеза (дополнение 11-А). Аналогичным образом применение изотопов Р и 5 позволило изучить метаболизм фосфора и серы тритий ( Н) нашел широкое применение для мечения разнообразных органических соединений, например тимина. Использование радиоактивных изотопов лежит в основе чувствительных аналитических методов, к числу которых относится радиоиммуноанализ [c.168]

Многие вопросы фотосинтеза, несмотря на бурное развитие науки, остаются мало изученными н до настоящего времени. Как уже упоминалось ранее, процесс фотосинтеза состоит из двух стадий — световой и темповой, причем обе эти стадии тесно связаны между собой. [c.177]

Биохимические процессы. Применение химических методов исследования к биохимическим процессам привело к внушительным достижениям в изучении обмена веществ в живых организмах, фотосинтеза и других важных биологических явлений. Новизна этой области науки связана с наличием в ней большого числа нерешенных проблем. К их числу относятся вопросы [c.13]

Изучение процессов фотосинтеза очень важно не только с чисто теоретической точки зрения, но и с точки зрения получения высоких и устойчивых урожаев. Познать эти процессы, научиться управлять ими — вот те задачи, на решение которых направлены в настоящее время усилия целой армии отечественных и зарубеж-ных ученых. , [c.179]

Создание и рациональное применение новых и высокоэффективных удобрений, разработка и внедрение пестицидов, улучшение физических и физико-химических свойств почвы невозможны без знания основ физической химии. Изучение почвенно-погло-щающего комплекса и гумуса почв, так необходимое для раскрытия способов повышения плодородия, прежде всего осуществляется с выявления физико-химического механизма возникновения, изменения и деградации этих систем. Глубокое исследование процессов фотосинтеза на основе знания механизма фотохимических реакций позволит в будущем повысить коэффициент использования солнечной энергии культурными растениями. [c.3]

Таким образом, началась новая эра изучения химии фосфора — столь многообразного в своих функциях элемента 3-го периода Системы Д. И. Менделеева при этом начали слегка приоткрываться тайны процесса фотосинтеза углеводов и одновременно стали ясны новые подробности в учении о каталитическом действии железа с его уникальными свойствами. [c.345]

Антифазная структура спектра ЭПР спин-коррелированных РП (см. рис. 4) также может быть наглядно представлена в терминах неравновесной заселенности спиновых уровней спин-коррелированных РП. Подробнее этот вопрос будет обсуждаться в следующей лекции в связи с изучением спектров ЭПР состояний с разделенными зарядами в реакционном центре фотосинтеза. Для объяснения упомянутых выше осцилляций интенсивности линий ЭПР спин-коррелированных РП уже оказывается недостаточно привлекать неравновесные населенности спиновых уровней энергии. Для этого надо учитывать квантовую когерентность в состоянии спинов РП. Мы еще вернемся к вопросу о спиновой когерентности в РП. Пока только поясним кратко, о чем идет речь. Пусть система может находиться в двух стационарных состояниях и ср . Система может тогда находиться и в состоянии линейной суперпозиции (р= + В этом состоянии с , к = 1, 2 дает вероятность найти систему в А -ом стационарном состоянии. Величина характеризует когерентность состояния. Те, кто знакомы с методом молекулярных орбиталей в теории электронного строения, могут заметить, что можно провести аналогию между квантовой когерентностью в суперпозиционных квантовых состояниях и порядком связи в методе молекулярных орбиталей, выбранных в виде линейной суперпозиции атомных орбиталей. [c.95]

Изучение эффектов ХПЭ может дать уникальную информацию о механизме химических реакций. Особенно важно то, что эффект ХПЭ прямо отражает спин-спиновые взаимодействия неспаренных электронов (обменное и диполь-дипольное). В следующей лекции излагается применение ХПЭ для изучения строения реакционного центра и кинетики переноса электрона в реакционном центре фотосинтеза. [c.104]

Взаимосвязь различньгх дисциплин во многих случаях можно проиллюстрировать примерами из истории науки. Скажем, периодический закон был открыт химиками, но объяснен на основе теории строения атома физиками тем не менее атомистическая теория строения материи была еще раньше предложена химиками. Периодический закон и периодическая система элементов служат интересам не только химиков, но также физиков и биологов. В качестве второго примера укажем, что процесс фотосинтеза долгое время был предметом изучения ботаников, но химикам удалось вскрыть его механизм, который имеет чисто химическую природу. Это открытие привело к появлению новых областей исследования для биохимиков и даже инженеров, которые ищут пути использования солнечной энергии как дешевого источника, удобного для применения в промышленности. [c.10]

Изучению процесса фотосинтеза много лет жизни посвятил великий русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев. Вот как красочно он описывает процесс фотосинтеза Когда-то, где-то на землю упал луч солнца, но он [c.12]

Поскольку все изученные нами химические соединения являются биологически важными и входят в состав растений, описанный выше механизм комплексообразования воды с электронодонорными центрами, очевидно, возможен и в природных объектах, в которых процесс фотосинтеза реально существует. [c.149]

В. А. Бриллиант (1940), О. В. Заленского (1949) и др. доказано огромное влияние последействия внешних условий па характер изменений интенсивности фотосинтеза. Изучению пос,цеде11ствия условий внешней среды, очевидно, принадлежит, значительное место и в будущих исследованиях фотосинтеза. Манометрическая методика нредставляет одно из лучших средств изучения фотосинтеза для работ в этом направлении, [c.64]

По данной теме за период 1999-2002 гг. Проведено получение биологически активных соединений из классов порфиринов, пептидов, витаминов, полиненасыщенных жирных кислот. Изучено их взаимодействие в форме молекулярных ансамблей для выявления их биологического действия. Разработаны методы синтеза карборансодержащих порфиринов для исследования в борнейтронзахватной терапии рака, усовершенствован метод биосинтеза полиненасыщенных жирных кислот, необходимых в медицине и косметологии. Получены соединения для изучения фундаментальных биологических процессов (фотосинтез, биологическое окисление, биорегуляция). [c.12]

Главным толчком к исследованию химии пирролов послужили работы, посвященные изучению строения пигмента крови — геми-на, а также хлорофилла, пигмента зеленых частей растений, обеспечивающего процессы фотосинтеза. Было обнаружено, что в результате глубокого распада этих двух сложных пигментов образуется смесь алкилпирролов. И действительно, в живой клетке эти пигменты синтезируются из порфобилиногена, единственного ароматического пиррола, участвующего в процессе основного метаболизма и выполняющего в нем жизненно важные функции. [c.215]

Таким образом, остается принять, что только при разложении воды выделяется кислород фотосинтеза. Отсюда следует важность проблемы изучения состояния воды при фотосинтезе. [c.138]

Иа основании этого можно было бы ожидать, что спектр фотосинтеза листа должен совпадать со спектром поглощения хлорофилла. Однако такого совпадения не наблюдается, поскольку хлорофилл в растении представлен разными формами и каждая из них имеет свои максимумы поглощения в красной области спектра. Растення, кроме хлорофилла, содержат большую группу сопровождающих ингментов , которые также участвуют в поглощении лучистой энергии, специфических фотореакциях и, возможно, в процессе фотосинтеза. Изучение действия спектров монохроматического света на фотосинтез также свидетельствует об отсутствии совпадения со- спектрами гоглощения хлорофилла, что связано с существованием двух фотохимических реакций фотосинтеза, осуществляемых с участием различных пигментов. [c.213]

При изучении влияния изненжих факторов (температуры, озета, величины парциального давления СО2 и О2) на процесс фотосинтеза Кальвин нашел (1955), что образование дифосфата рибулозы обратно пропорционально образованию фосфоглицериновой кислоты. Таким образом, факторы, способствующие образованию дифосфата рибулозы, в той же степени уменьшают образование фосфоглицериновой кислоты и наоборот. Другими исследователями было показано, что введение дифосфата рибулозы в свободные от клеток экстракты хлореллы (зеленые водоросли) в темноте приводит к фиксации СОг в карбоксильной группе фосфоглицериновой кислоты. [c.584]

Сезонные изменения фотосинтеза, изученные О. В. Заленским у растений пустынь и в условиях Арктики, показали, что у пустынных растений они зависят от особенностей онтогенеза, а у эфемеров с коротким вегетационным периодом максимальные интенсивности фотосинтеза наблюдаются в конце марта — середине апреля и совпадают с началом плодоношения. У растений, заканчивающих активную вегетацию в начале лета, сезонный максимум фотосинтеза отмечается перед наступлением летнего покоя. У длительно вегетирующих деревьев и кустарников сезонный максимум регистрируется в самом начале жаркого и сухого периода. К осени интенсивность фотосинтеза постепенно снижается. У арктических растений сезонные изменения фотосинтеза проявляются в снижении его интенсивности в начале и в конце периода вегетации, когда растения часто подвержены действию заморозков. Максимум фотосинтеза отмечается в наиболее благоприятный период полярного лета. [c.116]

Биогенная миграция. В. И. Вернадский ввел понятие о ж и-вом веществе-совокупности живых организмов, выраженной в единицах массы и энергии. Изучение геохим. деятельности живого в-ва служит предметом биогеохимин. Область активной жизни на Земле наз. биосферой, где организмы преобразуют солнечную энергию в энергию геохим. процессов. Главный ее источник-биохим. процессы фотосинтеза и разложения орг. в-в, в ходе к рых в окружающую среду выделяются О2, СО2 и др. химически активные соединения. Непрерывное поступление энергии определяет не-равновесность биосферы и ее частей-почв, илов, подземных вод и др. [c.522]

И. ф. используют для изучения своб. радикалов, ионов, ион-радикалов, возбужденных синглетных и триплетных состояний молекул, эксимеров и эксиплексов, исследуются механизмы фотохимических реакций, фотосинтеза и др. фотобиол. и фотофиз. процессов. Действием световых импульсов можно не только непосредственно генерировать изучаемые частицы, но и изменять условия р-ции (т-ру или pH среды, напр, путем фотохим. продуцирования к-ты или основания) или получать реагенты, взаимодействующие с исследуемым в-вом. Методом И ф. получены важные сведения о действии ингибиторов процессов с участием радикалов, механизме фотосинтеза и зрения, фотопроцессов в активных средах лазеров и др. [c.220]

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]

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]

П.- основа нек-рых прир. красителей, модельные соед. для изучения процесса оксигенации при фотосинтезе, лек. препараты в терапии рака (напр., димер гематопорфнрииа - фото-фрнн) металлокомплексы П.-катализаторы окисления и эпоксидирования углеводородов. [c.79]