Фотосинтетический аппарат растений и водорослей

Фотосинтетический аппарат растений характеризуется особым химическим составом, отличающим его от остальных участков клеток. Главное отличие заключается в ТОМ, что только в хроматофорах и хлоропластах содержатся пигменты, непосредственно участвующие в осуществлении процесса фотосинтеза. Эти пигменты подразделяются на три группы зеленые (порфирины), желтые (каротиноиды) и растительные желчные пигменты — фикобилины, являющиеся вспомогательными пигментами некоторых водорослей. [c.35]

Растения живут в световом поле , характер которого зависит от климатической зоны и ее естественной среды и меняется также в зависимости от времени года, времени дня и метеорологических условий. Для растения важны три характеристики естественных световых полей их полная интенсивность, спектральный состав и периодичность. Имеются убедительные доказательства того, что растения приспосабливают свои жизненные процессы вообще и фотосинтетический аппарат в частности ко всем этим трем факторам. Приспособление к интенсивности проявляется в различном характере тенелюбивых и светолюбивых растений (теневые и солнечные растения) приспособление к окраске света (хроматическая адаптация) наиболее ярко иллюстрируется фактом существования красных водорослей в глубинах моря приспособление к периодичности видно из различий между растениями длинного дня (растения преимущественно арктической зоны) и растениями короткого дня (растения преимущественно умеренной и тропической зон). [c.139]

Необходимо иметь в виду, что параллельно с изменением фотосинтетической функции должна была изменяться и структура фотосинтетического аппарата. Действительно, современные организмы, отличающиеся по способу использования энергии света, имеют различную структуру фотосинтетического аппарата. До 1952 года считали, что у наиболее примитивных форм — фотосинтезирующих бактерий и сине-зеленых водорослей — хлорофилл диффузно рассеян в протоплазме, в то время как у остальных водорослей и высших растений он скон- [c.21]

В одном из предыдущих разделов, посвященных классификации организмов, использующих энергию света, уже сообщалось, что фотосинтетический аппарат у разных типов растений имеет разное строение. У фотосинтезирующих бактерий и сине-зеленых водорослей хроматофоры представляют собой индивидуальные тилакоиды или их скопления, не окруженные общей мембраной. [c.77]

Развитие фотосинтетических аппаратов знаменовало собой начало совершенно нового периода в эволюции форм жизни на Земле. Появились новые виды живых существ, резко изменились условия питания, состав атмосферы — началось обогащение ее кислородом. Синтез органических веществ в растениях и водорослях обеспечил пищей гетеротрофные организмы из остатков растений под влиянием химических и биологических факторов начали образовываться массы ископаемых углей. Накопления таких отложений, как нефть, известняки и сланцы,— это тоже результат фотосинтетической деятельности. [c.196]

Фотосинтезирующие организмы. Самый примитивный тип фотосинтеза осуществляют солелюбивые галобактерии, живущие в средах с высоким (до 30 %) содержанием хлорида натрия. Простейшими организмами, способными осуществлять фотосинтез, являются также пурпурные и зеленые серобактерии, а также несерные пурпурные бактерии. Фотосинтетический аппарат у этих организмов устроен гораздо проще (состоит из одной фотосистемы), чем у растений кроме того, они не выделяют кислород, так как в качестве источника электронов используют соединения серы, а не воду. Фотосинтез такого типа получил название бактериального. Однако существуют цианобактерии (прокариоты, способные к фотоокислению воды и вьщелению кислорода), обладающие более сложной организацией фотосинтетического аппарата — двумя сопряженно работающими фотосистемами. У растений реакции фотосинтеза осуществляются в специализированных органеллах клетки — хлоропластах. У всех растений (от водорослей и мхов до современных голосеменных и покрытосеменных) прослеживается много общих черт в структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата. [c.418]

Явление замедленной флуоресценции наблюдается у всех видов фотосинтезирующих организмов. Наличие флуоресценции тесно связано с функциональной целостностью фотосинтетического аппарата. Этиолированные листья, мутанты растений водорослей с неактивными фотохимическими реакционными центрами не испускают замедленной флуоресценции. [c.206]

Самым важным фотосинтетическим пигментом у всех растений является хлорофилл а (Хл а) в бактериях ему соответствует бактериохлорофилл (БХл). Кроме того, фотосинтезирующий аппарат всех клеток содержит ряд пигментов, обычно называемых дополнительными или вспомогательными. Нам теперь ясно, что функции этих компонентов не менее существенны, чем функция обычного хлорофилла а. У всех зеленых растений, включая водоросли, к такого рода пигментам относится также особая форма хлорофилла а (поглощающая в более коротковолновой области спектра) и хлорофилл Ъ. Ряд других вспомогательных пигментов указан в табл. 37. Среди них особенно важную роль играют каротиноиды и фикобилины (фикоцианин и фикоэритрин). На фиг. 93 показано строение некоторых фотосинтетических пигментов. [c.320]

Прохлорофиты привлекают к себе большое внимание в связи с проблемами эволюции фотосинтетического аппарата и возникновения фотосинтезирующих эукариот. Сравнение прохлорофит с цианобактериями и хлоропластами зеленых водорослей и высших растений обнаруживает черты сходства как с фотосинтетически-ми органеллами эукариот (организация тилакоидов, состав хлорофиллов), так и с цианобактериями (клеточное строение, состав каротиноидов, липидов, некоторые особенности метаболизма, последовательность оснований 165 рРНК). Для ответа на вопрос, в каком отношении прохлорофиты находятся с цианобактериями (развивались ли независимо и параллельно с цианобактериями, возникли ли из их предшественников, потерявших способность синтезировать фикобилипротеины, или, наоборот, цианобактерии возникли из прохлорофит), необходимо дальнейшее сравнительное изучение обеих групп эубактерий с фотосинтезом [c.323]

Зеленые водоросли имеют верхнюю температурную границу около 60° или несколько ниже. Оптимальные температуры для наземных растений умеренного климата — 25—30° С, максимальные 40—43°. Некоторые растения пустынь способны осуществлять фотосинтез при температуре тканей 58°. Лищайники относятся к наземным организмам, у которых фотосинтетический аппарат, по-видимому, наиболее устойчив к сильным изменениям температуры. Так, например, у них фотосинтез восстанавливается после 4,5- часового нагревания при 100°. [c.120]

В биогеохимическом плане следующие революционные события связаны, однако не столько с концентрирующей функцией животных, сколько с эволюцией первичных продуцентов. В позднем силуре происходит выход на сушу зеленых растений, способных вынести в воздушную среду фотосинтетический аппарат и при этом не погибнуть от высыхания. Задача была решена с помощью развития проводящей системы для воды, ненужной водорослям, и формирования углеродного скелета из целлюлозы и лигнина, способного поддерживать фотосинтетический аппарат в аэротопе. Неясно, не была ли эта задача решена ранее лишайниками как симбиотическими организмами, способными развиваться в воздушной среде. Существуют предположения, что наземные растения были тесно связаны с микоризоподобными грибами, участвовавшими в создании транспортной системы. Так или иначе в течение геологически короткого времени произошла биологическая революция, связанная с появлением наземного растительного покрова, резко изменившего условия жизни на континентах. Сюда относятся избыток органического углерода в форме лигноцеллюлозы, изменение атмосферного гидрологического цикла за счет эвапотранспирации, изменение денудации за счет образования корневого войлока. [c.339]

Прохлорофиты привлекают к себе большое внимание в связи с проблемами эволюции фотосинтетического аппарата и возникновения фотосинтезирующих эукариот. Сравнение прохлорофит с цианобактериями и хлоропластами зеленых водорослей и высших растений обнаруживает черты сходства как с фотосинтетическими органеллами эукариот (организация тилакоидов, состав хлорофиллов), так и с цианобактериями (клеточное строение, состав каротиноидов, липидов, стеролов, некоторые особенности метаболизма, последовательность оснований 165-рибосомной РНК). Для ответа на вопрос, в каком отношении прохлорофиты находятся с цианобактериями (развивались ли независимо и параллельно с цианобактериями, возникли ли из их предшественников, потерявших способность синтезировать фикобилипротеиды, или наоборот цианобактерии возникли из прохлорофит), необходимо дальнейшее сравнительное изучение обеих групп прокариот с фотосинтезом кислородного типа. В настоящее время прохлорофиты рассматриваются в качестве возможных эндосимбионтов, последующая эволюция которых привела к возникновению хлоропластов зеленых водорослей и высших растений. [c.285]

Согласно теории эндосимбиоза (Margulis, 1970 1981), митохондрии эукариот и хлоропласты растений и зеленых жгутиковых произошли от свободноживущих прокариот, заселивших примитивные эукариотические клетки и оставшихся в цитоплазме в качестве постоянных самовоопроизводящихся симбионтов. Считается, что митохондрии происходят от аэробных бактерий, а хлоропласты — от синезеленых водорослей. Основанием для этой теории служит структурное и биохимическое сходство между этими органеллами и соответствующими формами современных прокариот. Митохондрии содержат кольцевые молекулы двухцепочечной ДНК, сходной с ДНК бактерий. Хлоропласты, так же как и клетки синезеленых водорослей, окружены мембраной, содержат фотосинтетический аппарат и, помимо ДНК, тельца, похожие на рибосомы, Кроме того, синезеленые водоросли часто вступают в симбиоз с различными эукариотическими организмами. [c.194]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология