Пигмент фотосинтетического аппарата

Каротиноиды фотосинтетического аппарата поглощают свет в синей области спектра (фиг. 18). В отличие от хлорофиллов, у них не удалось обнаружить измеримой флуоресценции. Следовательно, энергия поглощенных каротиноидами квантов, казалось бы, может расходоваться лишь двумя путями на осуществление химической работы и рассеивание в виде тепла. Однако было установлено, что каротиноиды, так же как и все другие вспомогательные пигменты, непосредственно в фотохимических реакциях не участвуют, а передают энергию электронного возбуждения на молекулы хлорофилла. [c.144]

Пигменты фотосинтетического аппарата [c.375]

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]

Пигменты фотосинтетического аппарата представляют собой довольно сложные соединения, поэтому процесс их биосинтеза включает в себя много реакций. В установлении исходных субстратов и промежуточных соединений, из которых в конечном итоге синтезируются пигменты, большую помош ь оказал метод меченых атомов (радиоактивных изотопов). Вводя в растения различные меченые по углероду С соединения и прослеживая за эффективностью использования этих соединений в синтезе тех или иных пигментов (или промежуточных веществ), удалось расшифровать последовательность реакций образования зеленых и желтых пигментов фотосинтетического аппарата. [c.47]

Таблица 4.1. Основные и дополнительные пигменты фотосинтетического аппарата высших растений и их максимумы поглощения (приблизит.) в нанометрах

ПОГЛОЩЕНИЕ КВАНТОВ СВЕТА ПИГМЕНТАМИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА [c.137]

В фотосинтетическом аппарате световая энергия поглощается в основном зелеными пигментами. Спектры поглощения хлорофиллов изображены на фиг. 18. Расположение у хлорофиллов максимума поглощения в красной и инфракрасной ближней области мон<ет играть особое значение. Дело в том, что в этом участке спектра солнце излучает максимальное число квантов. Энергии красных квантов вполне достаточно для осуществления фотохимических реакций фотосинтеза. [c.142]

ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА ПИГМЕНТАМИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА, МИГРАЦИЯ ЭНЕРГИИ [20, 21] [c.19]

Каротиноиды. Обязательным компонентом фотосинтетического аппарата являются желтые пигменты — каротиноиды, подразделяющиеся на 2 группы каротины [c.41]

Абдурахманов И. А. Изучение структурной организации пигментов фотосинтетического аппарата пурпурных бактерий методом линейного дихроизма Автореф. дис.. .. канд. физ.-мат. наук. М. МГУ, 1981.24 с. [c.287]

Согласно современным представлениям о процессе фотосинтеза, большинство молекул пигментов фотосинтетического аппарата выполняют лишь обслуживающую роль акцепторов квантов света, передающих поглощенную энергию на реакционные центры, в которых происходят фотохимические реакции, связанные с восстановлением углекислого газа (рис. 30). [c.183]

В этих условиях отпадает необходимость очень эффективного улавливания света и, следовательно, будет достаточно меньшего количества вспомогательных светособирающих пигментов. Однако при этом возникает необходимость более эффективной защиты фотосинтетического аппарата от фотоокисления, так что можно ожидать усиления синтеза каротина. [c.408]

Фотосинтетический аппарат основных групп эубактерий организован по-разному. Это проявляется как в химической природе составляющих его компонентов (набор пигментов, состав пере- [c.272]

Два компоненту фотосинтетического аппарата — реакционные центры и электронтранспортные системы — всегда локализованы в клеточных мембранах, представленных ЦПМ и у большинства фотосинтезирующих эубактерий развитой системой внутрицитоплазматических мембран — производных ЦПМ (см. рис. 4). Локализация светособирающих пигментов в разных группах фотосинтезирующих эубактерий различна (табл. 22). У пурпурных бактерий, гелиобактерий и прохлорофит светособирающие пигменты в виде комплексов с белками интегрированы в мембраны (рис. 72, А). В клетках зеленых бактерий и цианобактерий основная масса све-тособирающих пигментов находится в особых структурах, прикрепленных к поверхности мембраны, но не являющихся ее компонентом. Это хлоросомы зеленых бактерий и фикобилисомы цианобактерий (см. рис. 4). [c.274]

В книге Основы фотосинтеза в сжатой и доступной форме излагаются основные вопросы биофизики, биохимии и физиологии фотосинтеза представления об эволюция фотосинтеза, химяческ01м составе и структуре фотосинтетического аппарата, поглощении квантов света пигментами, окислительно-восстановительных реакциях, протекающих с участием хлорофилла, о поглощении и выделении нислорода хлоропластами, фотосинтетическом фосфорилировании и механизме образования АТФ, реакциях усвоения СОз и образовании в процессе фотосинтеза углеводов, органических кислот, аминокислот, о регуляции фотосинтеза, оттоке ассимилятов, связи фотосинтеза и урожая. [c.2]

При кинетической трактовке фотосинтеза необходимо иметь в виду что фотосинтез не является гомогенной реакцией. Это утверждение справедливо в двух отношениях. Во-первых, фотосинтетический аппарат представляет собой коллоидную систему с определенной структурой, содержащей, вероятно, ряды ориентированных молекул пигмента, адсорбированных на промежуточных поверхностях белковых и липоидных слоев (см. т. I, гл. XII). Во-вторых, снабжение световой энергией и реагирующими веществами различных частей этой структуры происходит неравномерно, в особенности когда фотосинтез идет с большой скоростью. [c.275]

Биофизика фотосинтеза объединяет исследования, посвященные расшифровке особенностей поглощения квантов света пигментами, образованию электронных возбужденных состояний, миграции энергии электронного возбуждения, расходованию энергии на осуществление химической работы, люминесценцию и рассеивание в виде тепла. К этому же разделу относится изучение тонкой структуры фотосинтетического аппарата, конфор-мационных изменений хлоропластов и их компонентов, процессов диффузии и т. д. [c.4]

Выяснилось, что передача энергии на реакционный центр не связана с диффузией или кинетическим взаимодействием (соударением) молекул — доноров и акцепторов энергии. Не передается она и через флуоресценцию донора и поглощение кванта флуоресценции молекулой акцептора энергии. Новый для биологии вид передачи энергии, характерный для фотосинтетического аппарата, получил название миграции энергии. Она отличается высокой эффективностью и направленностью — от более коротковолновых форм пигментов к более длинноволновым. В миграции энергии принимают участие лишь флуоресцирующие молекулы. [c.145]

Фотосинтез, требующий такой сложной последовательности реакций, связан и со сложной структурной организацией. В растениях фотосинтетический аппарат сосредоточен в хлоропластах — частицах, имеющих размеры около 5 мк. В хлоропластах находятся молекулы хлорофилла и других пигментов, необходимых для фотосинтетических реакций. Лишь около 0,1% всех молекул участвует в фотохимических превращениях. Остальные молекулы (их может быть более тысячи), поглощая световую энергию, передают ее той молекуле, которая направляет электрон в ферментативную систему. Таким путем достигается равномерный темп фотосинтеза даже если квант не попадает в молекулу хлорофилла, связанного с ферментным аппаратом, энергия кванта все равно будет доставлена к надлежащему пункту. Группы молекул хлорофилла в хлоропластах, действующие указанным образом, называются фотосинтетической единицей. [c.199]

Флуоресценция пигментов и захват возбуждения в РЦ. Времена жизни и кинетика затухания флуоресценции дают важную информацию о функционировании фотосинтетического аппарата и, в частности, о тушении флуоресценции антенны реакционными центрами. [c.303]

В клетках высших растений помимо хлоропластов содержатся еще и другие типы пластид, лишенные характерных для хлоропластов ламеллярной структуры и фотосинтетического аппарата. Среди этих пластид различают бесцветные лейкопласты и окрашенные хромопласты, окраска которых определяется высокой концентрацией каротиноидных пигментов. Подобно хлоропластам, эти тельца, по-видимому, передаются по наследству через какие-то структуры типа пропластид, присутствующие в материнской цитоплазме. Лейкопласты играют в клетке роль [c.57]

В работах, подобных описываемым, рационально учитывать интенсивность общего интегрального потока энергии, интенсивность физиологически активной энергии (т. е. той части лучей светопотока, которые могут поглощаться пигментами фотосинтетического аппарата) и, наконец, количество фактически поглощаемой энергии. — Прим, ред. [c.387]

Формирование активных фотосистем. Рост тилакоидной мембраны и развитие функционирующего фотосинтетического аппарата в ходе дифференциации этиопласта в хлоропласт — многоступенчатый процесс, который включает не только биосинтез структурных и функциональных компонентов, но также и интеграцию и сборку этих компонентов в функциональные единицы. На разных стадиях развития мембран можно выделить тилакоиды, содержащие ФС I- и ФС П-единицы. Сначала формируются ядра ФС I и ФС II, включающие реакционные центры, а затем простые (мономерные ) формы ССК. Дифференциация первичных тилакоидов в тилакоиды стромы и гран происходит по мере синтеза ССК в ходе такой дифференциации размер ФС I- и ФС П-единиц увеличивается, а в процессе дальнейшего развития пигмент-белковые комплексы постепенно организуются в большие надмолекулярные структуры полностью развитых хлоропластов. [c.359]

Главным фактором, регулирующим развитие фотосинтетических мембран и синтез пигментов, по-видимому, является парциальное давление кислорода. Если оно выше определенного уровня, дыхание может происходить с достаточной эффективностью, но образования фотосинтетических мембран или синтеза пигментов при этом не наблюдается. Низкое парциальное давление кислорода стимулирует образование фотосинтетического аппарата и пигментов, в первую очередь реакционных центров и главного комплекса светособирающей антенны Р-875. В ответ на изменение интенсивности освещения изменяется и состав пигментов. Так, у Rhodopseudomonas spp., свет низкой интенсивности стимулирует синтез бактериохлорофилла и каротиноидов, поскольку происходит формирование вторичного комплекса светособирающей антенны Р-800-850. Свет высокой интенсивности подавляет формирование этого комплекса, и в результате содержание пигментов снижается. В случае Rhodospirillum rubrum, которая не содержит антенны Р-800-850, содержание пигмента главной светособирающей антенны Р-875 регулируется интенсивностью освещения. О том, как протекают и регулируются процессы, в ходе которых фотосинтетические пигменты образуются и включаются в мембраны, известно немного. Гены, контролирующие синтез хлорофилла и каротиноидов, а также, возможно, развитие активного фотосинтетического аппарата в целом, локализованы в хромосоме (но не в плазмиде) и расположены очень близко друг к другу. В кодировании фотосинтетического аппарата может участвовать одна большая генетическая единица. [c.364]

СЯ ОСНОВНОЙ областью исследования пигментов. В настоящее время много внимания уделяется механизму и регуляции синтеза пигментов, включению их в фотосинтетические мембраны, ориентации молекул пигментов в фотосинтетическом аппарате и молекулярным превращениям, которые происходят в течение очень кратковременных первичных фотореакций. Более подробная информация о механизмах фотосинтеза позволит создать простые модельные системы, которые могут быть использова- [c.366]

Значительную реорганизацию претерпевает в гетероцистах система фотосинтетических мембран они укорачиваются, теряют расположение, характерное для вегетативных клеток как правило, отмечается скопление тилакоидов вблизи полюсов гетероцисты. Морфологические изменения тилакоидов сочетаются с важными перестройками фотосинтетического аппарата на функциональном уровне. В гетероцистах не работает П фотосистема. Следовательно, внутриклеточный О2 в них не образуется. Потеря активности II фотосистемы коррелирует со следующими биохимическими особенностями гетероцист отсутствием основных светособирающих пигментов II фотосистемы — фикобилипротеинов и содержащих их структур — фикобилисом резко пониженным [c.319]

Сернистый ангидрид и окислы азота. Изучая отравление фотосинтетического аппарата сернистым ангидридом и окислами азота, Ноак с сотрудниками [4] исходили из следующих представлений. Во-первых, катализатором фотосинтеза служит содержащееся в хлоропластах железо, которое дает цветную реакцию с гематоксилином и потому находится в форме органических или неорганических солей, а не в форме органических комплексов (см. главу XIV). Во-вторых, когда фотосинтез тормозится, световая энергия, поглощенная хлорофиллом, направляется на разрушительные фотодина-мические процессы, которые окисляют и разрушают как протоплазму, так и пигмент (см. главу XIX). Исходя из этих двух положений, Ноак провел испытание соединений, реагирующих с некомплексным железом и обладающих разрушительным действием на пигменты и клетки. Хорошо известно действие сернистых и азотистых газов на растительность. Они в первую очередь поражают ассимиляционную ткань. [c.326]

Фиг. 98 показывает распределение поглощения в живых yanophy eae между тремя типами пигментов. Ясное разделение областей поглощения, отмеченное выше для экстрактов из этих клеток, кажется еще более отчетливым на этом рисунке. Это говорит о том, что синие водоросли (а, может быть, также и красные) представляют особенно благоприятный объект для изучения роли различных пигментов в фотосинтетическом аппарате. [c.138]

У зрелого зеленого растения стационарная концентрация хлорофилла а в тилакоидах может составлять десятые доли моля на литр. При таких концентрациях расстояние между молекулами приближается к 10 А, что отвечает очень тесному контакту между ними, если учесть, что диаметр только порфиринового кольца составляет около 16 А при его толщине около 4 А [17]. Естественно, что при таких условиях молекулы хлорофилла а и, несомненно, других хлорофиллов образуют агрегаты, обнаруживаемые спектроскопически. Однако ввиду трудностей получения хороших спектров у поглощающих систем 1п vivo, сложности самих спектров, неясностей в строении слоев тилакоидов, вероятного участия в комплексообразовании с хлорофиллом-голохромом белков и других пигментов-голохромов фотосинтетического аппарата до сих пор очень трудно придать какую-либо конкретную структуру таким агрегатам. [c.17]

Каково же взаиморасположение в ламеллах хлоропластов молекул различных веществ, в первую очередь, белков, структурных липидов и пигментов Это очень важный вопрос, от решения которого зависит правильное понимание особенностей функционирования фотосинтетического аппарата. Расшифровка молекулярного строения мембран хлоропластов теснейшим образом связана с данными о структуре ламелл (получаемыми с помощью электронной микроскопии, рентгено-структурпого анализа и др.) и сведениями об их химическом составе. [c.91]

Зеленые несерные бактерии имеют палочковидные клетки, собранные в нити, с чехлами или без них, передвигающиеся скольжением и обладающие рядом таксисов. Некоторые обладают газовыми вакуолями. Запасают поли-р-гидроксиалканоаты и полиглю-каны. Клеточные стенки содержат значительные количества ненасыщенных и неразветвленных жирных кислот. Вспомогательные пигменты представлены Р-, у-каротином или миксобактином. Фотосинтетический аппарат локализован в хлоросомах и ЦПМ. Из переносчиков найдены цитохромы Ь, с, менахиноны 8 и 9, Ре8-белки. Бактериохлорофиллы синтезируют на свету и в темноте, но в отсутствии кислорода. Представители этой группы требуют для фотосинтеза высокой интенсивности света, донорами при фотосинтезе могут быть сероводород и молекулярный водород. [c.192]