Фотосинтез красное падение

Изложенные факты и другпе данные, в частности биохимическое разделение, доказывают, что в фотосинтезе участвуют две фотохимические системы ФС1 и ФСИ. В зеленых растениях ФСП содержит СЫ а с максимумами поглощения 670 п 680 нм, но не 695 нм. ФС1 содержит все три формы СЫ а. ФСП флуоресцирует сильно, ФС1 — слабо. Кванты, поглощенные хлорофиллом 670 и 680 нм, переносятся в ФС1 на СЫ а 695, и энергия их диссипирует, чем и объясняется низкий выход флуоресценции. ФСП содержит больше hl а 670, чем ФС1. Свет поглощается в обеих системах одновременно, но в разной степени. При Я > 650 нм в красных водорослях и при Я > 680 нм в зеленых водорослях система I получает избыточную, а система II недостаточную энергию — нарушается баланс, необходимый для совместной работы двух систем. Баланс этот улучшается при одновременном освещении более коротковолновым светом. Так объясняется эффект Эмерсона и красное падение .. [c.452]

Американские ученые Эмерсон и Льюис установили, что-квантовый выход фотосинтеза хлореллы (т. е. количество молекул СОг, которые реагируют на квант поглощенного света при фотосинтезе) начинает падать около 680 нм и достигает нуля около 700 нм, хотя полоса поглощения хлорофилла а кончается лишь около 820 нм. Одиако низкий квантовый выход фотосинтеза в области красного падения можио увеличить и даже довести до нормального уровня одновременным освещением светом более короткой длины волны. Это явление назвали эффектом Эмерсона. Спектр действия данного эффекта параллелен кривой, которая показывает долю поглощения света, приходившуюся в хлорелле на хлорофилл Ь, у диатомовых водорослей— на фукоксантин и хлорофилл с, а у красных и сине-зеленых водорослей — на фикобилины. Очевидно, фотосинтез требует одновременного возбуждения хлорофилла и одного из вспомогательных пигментов. Световая энергия, поглощенная пигментами-спутниками, передается резонансно на хлорофилл а, и эффективность этого переноса определяет также действенность света, поглощенного вспомогательным пигментом, сенсибилизирующим фотосинтез. Таким образом, для эффективного использования световой энергии в фотосинтезе, кроме хлорофилла а, должен активироваться еще и вспомогательный пигмент—хлорофилл Ь, а также фикобилины, каротиноиды. [c.183]

ДЛИННОВОЛНОВОГО света. Другие интригующие результаты, которые следует дополнительно изучить в многофакторных опытах, касаются влияния низкой температуры (стр. 244), а также мясного бульона и почвенного экстракта (стр. 257) на красное падение фотосинтеза. Адаптационные явления (стр. 248), обнаруженные Броди и Броди [39], следует также проверить путем разделения дыхания и фотосинтеза. [c.288]

Эффект красного падения. При освещении растений монохроматическим светом в области длинноволнового спада спектра поглощения хлорофилла а в листе наблюдается уменьшение квантового выхода фотосинтеза — [c.67]

Квантовый выход фотосинтеза резко уменьшался с увеличением длины волны авета в области длин волн больше 685 нм, несмотря на то, что хлорофилл еще достаточно хорошо поглощает в этой области спектр. Это явление, названное красным падением выхода фотосинтеза, удалось объяснить не сразу. В последующих опытах Эмерсон и его сотрудники показали, что эффективность фотосинтеза в дальней красной области (длины волн больше 685 нм) можно существенно увеличить,, если дополнительно освещать водоросли красным светом (с длиной волны около 650 нм) (рис. 4.4). Оказалось,, что количество кислорода, выделяющегося при одновременном освещении водорослей дальним красным светом [c.58]

Замечательной стороной процесса является то, что фотосинтез осуществляется как многоступенчатый окислительно-восстановительный процесс с одновременным образованием активных окислителей и восстановителей последние, однако, обособляются и защищаются от взаимодействия друг с другом и от реакций, которые вели бы к обратному ходу процесса по пути падения градиента термодинамического потенциала и рассеяния поглощенной и связанной до этого энергии. Общий квантовый выход процесса составляет 4—8 квант света на одну молекулу восстановленной Og и приводит к связыванию, в восстановленном продукте энергии, соответствующей энергии 3 квант красного света. [c.7]

Эти цифры говорят о том, что выход флуоресценции обоих хлорофиллов значительно выше, когда их возбуждают в оранжево-красной системе. Кроме того, выход резко падает в крайней красной области, что напоминает падение квантового выхода фотосинтеза, наблюдавшееся в той же области спектра Эмерсоном и Льюисом (см. гл. XXX). Ливингстон упоминает, что подобное уменьшение флуоресценции в длинноволновой области было отмечено в работах с другими красителями. Это снижение было бы понятно, если бы длинноволновая ветвь красной полосы поглощения перекрывалась другой [c.160]

Если фотосинтез включает две фотохимические системы, из которых одна производит материал для другой, то эффективность фотосинтеза зависит от действия обеих систем. Это — простое толкование открытого Эмерсоном падения фотосинтеза в красном свете, когда в зеленых растениях и водорослях дальний красный свет (>680 ммк) менее эффективен, чем при более коротких волнах, хотя такой свет поглощается хлорофиллом. [c.323]

В ВИДИМОЙ части спектра вряд ли может превышать 20%. В красной области спектра (0,6—0,7 мк) эффективность фотосинтеза достигает в некоторых случаях, как показали эксперименты, 35% [816], но по обе стороны от этого пика она снижается. В сторону малых длин волн это снижение происходит постепенно, а в ближней инфракрасной области наблюдается резкое падение, до нулевых значений при 0,75 мк. [c.46]

Для эффективного протекания процесса фотосинтеза необходимо возбуждение более чем одного фотосинтетически активного пигмента. Этот результат предполагает возможность участия двух главных процессов в реакции преобразования энергии при фотосинтезе. Квантовый выход фотосинтеза падает при длинах волн света больше, чем длина волны максимума поглощения в красной области (эффект Эмерсона, или красное падение ), хотя поглощение в этой области (675—720 нм) продолжает приводить к заселению уровня Si" хлорофилла а. Однако если к возбуждающему световому пучку добавляется более коротковолновый свет (Ж670 нм), то квантовый выход фотосинтеза существенно возрастает. Низкие квантовые выходы фотосинтеза, получаемые при длинноволновом освещении, могут быть подняты до нормальных значений одновременным освещением коротковолновым светом. [c.233]

В 40-50-х гг. М. Калвин, используя изотоп С, выявил механизм фиксации СО2. Д. Арнон (1954) открыл фотофос-ф( илирование (инициируемый светом синтез АТФ из АДФ и Н3РО4) и сформулировал концепцию электронного транспорта в мембранах хлоропластов. Р. Эмерсон и Ч.М. Льюис (1942-43) обнаружили резкое снижение эффективности фотосинтеза при Х>700 нм (красное падение, или первый эффект Эмерсона), а в 1957 Эмерсон наблюдал неадцитивное [c.179]

Если Р — число молекул Ог, продуцируемых в 1 с, — число квантов, поглощаемых в 1 с, то /(Я) = Ф(Я)—квантовый выход фотосинтеза. При выделении одной молекулы Ог поглощается 8 квантов. Кривая Ф(Я) для хлореллы показана на рис. 14.5. Характерно красное падение — резкое уменьшение Ф(Я) в области 680 нм. Оно наблюдается и в спектре действия реакции Хилла. Но при зтом хлоропласты продолжают поглощать свет. [c.451]

В 1956 году Эмерсон [73, 75, 79, 80] вернулся к проблеме падения квантового выхода в дальней красной области (названного красным падением ). Если бы это явление объяснялось низкой энергией квантов дальнего красного света, то следовало бы ожидать, что при более низких температурах квантовый выход окажется еще ниже. Однако Эмерсон и его сотрудники нашли, что у hlorella (фиг. 112), а также у красной водоросли Porphyridium ruentum (фиг. 113) дальний красный свет при 5° С даже более эффективен, чем при 20° С. Сначала они предположили [80], что такая зависимость красного падения от температуры характерна для низких значений интенсивности света, так как на фоне более коротковолнового света большей интенсивности дальний красный свет оказывался эффективным даже при 26° С. Однако открытие такого действия у дополнительного более коротковолнового света навело на новую идею, настолько волнующую, что дальнейшие исследования эффекта температуры были оставлены. Сущность новой гипотезы заключалась в том, что фотосинтез может быть эффективным лишь в том случае, когда кванты поглощаются двумя пигментами, а именно хлорофиллом а и одним из вспомогатель- [c.244]

Чем объясняется красное падение фотосинтеза Предположение о том, что энергия квантов с длиной волны больше 720 нж,недостаточна для осуществления фотосинтеза, пришлось оставить, так как оказалось, что красное падение квантового выхода можно предотвратить, если одновременно с дальним красным (680—720 нм) клетки освещать более коротковолновым светом (650 нм). Эмерсоном в 1958 году было обнаружено, что интенсивность фотосинтеза растений при одновременном освещении длинноволновым и более коротковолновым светом превышает сумму интенсивностей фотосинтеза при раздельном освещении светом тех же длин волн Ид+к >Ид + Ик-Это явление, названное эффектом Эмерсона , уже более 10 лет привлекает к себе внимание исследователей фотосинтеза. Интересно, что дополнительный к дальнему красному свет совпадает с областью поглощения хлорофилла в. У бурых, красных и сине-зеленых водорослей дополнительный свет по длине волны соответствует области поглощения фикобилинов. Явление усиления фотосинтеза при освещении этих водорослей двумя длинами волн получило название эффекта Блинкса . Он был обнаружен этим исследователем в 1960 году и по своему механизму соответствует эффекту Эмерсона. [c.114]

Если бы все пигменты улавливали световую энергию и передавали ее в фотосистему с одинаковой эффективностью, то спектр поглощения и спектр действия должны были бы иметь одинаковую форму однако два спектра несколько различаются (рис. 7-13, А). Если берут отношение двух спектров (рис. 7-13, ), то выявляется сильно выраженное различие при больших длинах волн-так называемое красное падение . В 1957 г. Эмерсон обнаружил, что еслв облучать растение светом, состоящим из более коротких (650 нм) и более длинных, но менее эффективных для фотосинтеза (700 нм), длин волн, то скорость выделения О2 становится гораздо боле высокой, чем при использовании света только одной из указанны выше длин волн. Этот результат, который наряду с другим фактами указывает на то, что две фотосистемы (называемые [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология