Световая энергия фотосинтез

ЛИШЬ при действии довольно жесткого ультрафиолетового излучения с длиной волны меньше 300 нм. Наоборот, вещества, которые могут поглощать световую энергию, окрашены. Например, хлорофилл— сложная органическая молекула, ответственная за поглощение света при фотосинтезе, имеет ярко-зеленую окраску, что соответствует поглощению света в видимой области. На рис. 1.07 представлен спектр поглощения хлорофилла. [c.369]

Как видно из схемы, в световой фазе фотосинтеза избыточная энергия возбужденных е> электронов порождает два процесса фотолиз с образованием молекулярного кислорода и атомарного водорода [c.608]

Земля купается в свете Солнца, и этот свет приносит не только тепло, но и энергию, необходимую всем живым организмам. Из З-Ю" кДж-м 2 световой энергии, ежедневно падающей на Землю. [1, 2], 30 кДж улавливается в процессах фотосинтеза [3]. В верхних слоях стратосферы свет высокоэнергетической части спектра взаимодействует с кислородом, в результате чего образуется защитная оболочка озона. Свет, проникающий сквозь атмосферу, позволяет нам видеть все, что нас окружает, придает предметам разный цвет. Свет управляет цветением растений и прорастанием семян и спор. В биохимических лабораториях свет и другие виды электромагнитного излучения, охватывающие широкий диапазон энергий, используются в экспериментальных целях. Рентгеновские, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, а также ультракороткие волны помогают исследовать молекулы, из которых мы состоим. Свет буквальна пронизывает все стороны жизни человека, при этом исключительно важным является его взаимодействие с биомолекулами. Данная глава написана как краткое введение в предмет в ней, в частности, приведен список источников для дальнейшего чтения. [c.5]

Зеленые растения и некоторые микроорганизмы способны трансформировать энергию поглощенных квантов света в химическую энергию, которая расходуется на фосфорилирование АДФ в световой стадии фотосинтеза. Этот процесс регенерации АТФ получил название фотосинтетического фосфорилирования (гл. 16). [c.192]

Хлорофилл и гемин содержат четыре ядра — производных пиррола, составляющие циклическую систему порфирина, которая включает ион металла как центральный атом. Хлорофилл — это зеленый пигмент растений, встречающийся в природе в связанном состоянии с молекулой белка. Он функционирует как механизм для превращения световой энергий в химическую в процессе фотосинтеза, столь важного в растениях. Гемоглобин, одна из составных частей красных кровяных шариков в крови позвоночных, состоит из гемина (красный пигмент), связанного с белком. Он действует как переносчик кислорода из легких к тканям животного. Эта функция основана на присутствии железа в комплексе. Ядовитые свойства окиси углерода связаны с ее способностью заменять кислород в этом процессе и оказывать, таким образом, удушающее действие. На рис. 22.2 приведены формулы хлорофилла и гемина. [c.499]

Хлорофилл — вещество, ответственное за зеленый цвет в растениях, является комплексным соединением, в котором четыре пиррольных цикла связаны в виде комплекса с магнием. Основное значение хлорофилла в природе — его участие в процессе фотосинтеза, в преобразовании световой энергии в химическую [8]. Хотя механизм фотохимического превращения двуокиси углерода и воды в углеводы и кислород еще не совсем ясен, первичной реакцией должно быть фотовозбуждение хлорофилла с последующим использованием этой энергии для окисления воды и восстановления двуокиси углерода. Известны два хлорофилла а и 6 (XII, XIII), которые мало отличаются по структуре, причем главным образом ответствен за фотосинтез первый из них. Полный синтез XII и XIII был осуществлен в 1960 г. [9] (схема 4). [c.318]

Источником всех видов энергии, используемых в биологических системах, является солнечный свет, а преобразование световой энергии в химическую происходит в ходе уникального и важнейшего для жизни процесса -фотосинтеза. Способностью к фотосинтезу обладают как эукариоты (высшие зеленые растения, зеленые, бурые и красные водоросли, некоторые одноклеточные организмы), так и прокариоты (синезеленые водоросли, зеленые и пурпурные бактерии). [c.92]

Углеводы синтезируются в зеленом растении из углекислого газа и воды за счет световой энергии. Фотосинтез является источником органических соединений на Земле. Сущность его выражают схемой [c.361]

Видимый свет — это тот диапазон световой энергии, который используется растениями и микроорганизмами в процессе фотосинтеза. С помощью фотосинтеза атмосферная двуокись углерода фиксируется в такой химической форме, которая используется не только самими растениями, но и служит первичным источником пищи для всего живого мира. Различные фоторецепторы регистрируют также вариации в количестве до- [c.9]

В некоторых случаях фотохимическая реакция может быть вызвана добавлением веществ, при отсутствии которых данная реакция не идет. Эти вещества, называемые сенсибилизаторами, поглощают световую энергию, а затем передают ее реагентам, которые непосредственно ее не поглощают. Примером такой реакции может служить фотосинтез углеводов из СО2 и Н2О, осуществляемый растениями. Как установил К. А. Тимирязев (1877), сенсибилизатором этой реакции является хлорофилл, содержащийся в зеленых частях растений. Хлорофилл, поглощая солнечную энергию, передает ее реагирующим веществам. [c.279]

Фотохимические и лазерохимические процессы. Лри облучении светом реагирующих веществ происходят различные химические реакции. Кроме этого, свет может повысить скорость реакций, направляя их по механизму с меньшей энергией активации (фотоактивируе-мые реакции) или смещая равновесие реакции. В реакциях фотосинтеза световая энергия аккумулируется в виде внутренней энергии образующихся веществ. Именно фотосинтезом восполняются запасы энергии на Земле за счет лучистой энергии Солнца. [c.177]

Фотохимия. Задача фотохимии — установление связи между поглощением световой энергии и химическими процессами. Исследование фотохимических реакций необходимо для понимания сложного механизма процессов фотосинтеза, который является непременным условием жизни растений и животных и самым крупномасштабным синтетическим процессом на Земле. [c.6]

Липоевая кислота имеет перспективу широкого применения в лечебной практике [6, 7]. Исходя из механизма действия, ее применяют при заболеваниях печени (гепатит, цирроз). Заслуживает внимание факт нормализации холестеринового обмена при действии липоевой кислоты [8]. Замечено [7], что желтуха при остром гепатите проходит быстрее. Липоевая кислота препятствует ожирению печени. Имеются указания на ее мочегонное действие [6,7] обезвреживает яды при интоксикациях [9]. Является фактором роста цыплят [10]. Установлено, что липоевая кислота в растениях принимает участие в фотосинтезе — в превращении световой энергии в химическую [11, 12]. [c.229]

Фотосинтез включает сложный комплекс различных но природе реакций, в результате которьк образуются молекулы углеводов, представляющие собой концентрат энергии в клетке. Фотосинтезом можно назвать процесс синтеза органических соединений, идущий за счет световой энергии [c.15]

Совершенно очевидно, что один из наиболее перспективных методов крупномасштабного преобразования солнечной энергии основан на использовании биосистем. Широкое применение биосистем для получения энергии способно обеспечить свыше 15 % производства энергии для экономически развитых стран. В последние 10—15 лет намечены новые пути биотрансформации солнечной энергии при фотосинтезе. Установлено, что некоторые микробиологические системы характеризуются высокой эффективностью фотосинтеза. Так, фоторазложение воды, осуществляемое суспензией хлореллы с образованием кислорода, в оптимальных условиях культивирования дает 130—140 л газа с 1 м освещаемой поверхности в сутки. Известно, что одна из особенностей процесса фотосинтеза — уменьшение эффективности преобразования солнечной энергии при высоких значениях интенсивности света. Новые технологии позволяют повысить эффективность фотосинтеза при высокой интенсивности света. Разрабатываются системы, эффективно поглощающие световой поток и обогащенные реакционными центрами по отношению к пигменту. Световые кривые фотосинтеза улучшаются также с увеличением скорости лимитирующей стадии электронного транспорта. Например, проведение процесса при повышенных температурах в системах термофильных микроорганизмов увеличивает эффективность преобразования солнечной энергии при высокой интенсивности света. [c.26]

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]

Хлорофиллы играют исключительную роль в процессе фотосинтеза они трансформируют световую энергию в химическую. [c.666]

С участием хлорофилла осуществляется трансформация поглощенной световой энергии в энергию химических связей органических соединений. См. Фотосинтез. [c.342]

Использование энергии, запасенной в световой стадии фотосинтеза, идет иа фотосинтетическое образование органического вещества СО2. [c.200]

При ассимиляции происходит эндотермическая реакция. Необходимую энергию для этой реакции дает свет, поглощаемый хлорофиллом. При фотосинтезе в присутствии радиоактивной двуокиси углерода хлорофилл становится радиоактивным, т. е. он не только действует как аккумулятор световой энергии, но и участвует в химических реакциях. Это подтверждается опытами, в которых различные виды водорослей подвергали действию света в отсутствие меченой двуокиси углероду, а потом вводили ее. Последующая ассимиляция происходила в темноте почти с такой же скоростью, как и на свету [514, 515]. [c.284]

Ассимиляция солнечной энергии, т.е. превращение световой энергии в химическую, стартует с поглощения кванта света светособирающими молекулами (антеннами) на поверхности мембраны. Электронное возбуждение безизлучательно передается специальным молекулам внутри мембраны - димерам хлорофилла. Эти димеры хлорофилла входят в состав молекулярных образований, которые называются РЦ фотосинтеза. РЦ фотосинтеза - это достаточно жесткий молекулярный комплекс (молекулярный аппарат). Далее в РЦ происходит процесс разделения зарядов возбужденный димер хлорофилла отдает электрон первичному акцептору электрона. Этот процесс происходит в пикосекундном диапазоне времен. Например, в РЦ пурпурной бактерии в качестве первичного акцептора выступает бактериофеофитин, электрон живет сотни пикосекунд на фео-фитине и переносится на первичный хинон Рд. [c.106]

С термодинамической точки зрения фотохимические реакции можно разделить на два класса. Один класс объединяет реакции, которые в данных условиях термодинамически (самопроиз вольно) проходить неспособны, для их протекания необходима затрата энергии, которая передается в виде световой энергии. Важнейшим примером такого процесса является фотосинтез осуществляемый растениями. Он состоит из серии реакций, которые в сумме описываются уравнением синтеза углеводов иа диоксида углерода и воды [c.47]

Растительные клетки, как и все другие, постоянно дышат, т. е. поглощают кислород и выделяют углекислоту. Днем наряду с дыханием растительные клетки гфеобразуют световую энергию в химическую — они синтезируют органические вещества. При этом в качестве побочного продукта реакции выделяется кислород. Количество кислорода, выделяемого растительной клеткой в процессе фотосинтеза, в 20—30 раз больше, чем поглощаемого в одновременно идущем процессе дыхания. Днем, когда растения дьштт и фотосинтезируют, они обогащают воздух кислородом, а ночью, когда фотосинтез прекращается, они только дышат, т. е. поглощают кислород и выделяют углекислоту. [c.609]

Основные научные работы посвящены изучению механизма фотосинтеза. Показал (1941), что первичный процесс фотосинтеза заключается в фотолизе молекулы воды, в результате чего образуются кислород, выделяющийся в атмосферу, и водород, идущий на восстановление двуокиси углерода. Используя радиоактивный изотоп углерод-14 в качестве метки и метод хроматографии на бумаге, установил последовательность фо-тосинтетического цикла (цикла Кэлвина) ассимиляция двуокиси углерода зеленььми растениями — превращение его в органические вещества — последующее восстановление. Создал (1956) схему полного пути углерода при фотосинтезе, ставшую классической. Предложил модель превращения световой энергии в химическую. Показал, что превращения фосфата пентозы играют большую роль в жизнедеятельности не только растений, но и животных. Изучал вопрос о происхождении и развитии жизни на Земле. [c.279]

Углекислый газ восстанавливается до уровня углеводов с одновременным выделением кислорода. Эта реакция высоко эндергонична, и она осуществляется благодаря поглощению световой энергии. Энергия, накопленная в углеводах и других восстановленных соединениях, может быть затем использована в виде АТФ в процессах дыхания и фосфорилирования в дыхательной цепи. Недавно проведенные исследования показали, что световая энергия, накопленная в процессе фотосинтетического фосфорилирования, может непосредственно превращаться в химическую энергию АТФ. Хотя уравнение (6.1) точно воспроизводит общие стехиометрические отношения в процессе фотосинтеза в растениях, оно не определяет его основной реакции. Например, фотосинтезирующие бактерии никогда не выделяют кислород, а источником углерода для них вместо углекислого газа могут служить такие соединения, как уксусная кислота. По-видимому, основной реакцией фотосинтеза является превращение АДФ в АТФ в процессе циклического фотосинтетического фосфорилирования (см. стр. 274). [c.256]

Ранние стадии механизма фотосинтеза включают так называемые световую и темновую реакции. При световой реакции кислород, высвобождаемый в процессе фотосинтеза, по-видимому первоначально принадлежал воде, расщепляемой акцептором (хлорофиллом), который активирован световой энергией (рис. 28.7). Затем водород восстанавливает фермент никотинамидаденинди-нуклеотид (НАД ), в результате чего образуются [c.490]

Эта реакция названа реакцией Хилла , или хлоропластной реакцией . Использовали ряд окислителей, в том числе ионы трехвалентного железа, бензохинон и различные красители, такие, как 2,6-дихлорфенолиндофенол. Углекислота не ассимилируется и не может служить акцептором водорода. Однако найдено, что каталитические количества углекислоты стимулируют реакцию Хилла. Механизм этой стимуляции не ясен. Реакции Хилла свойственны две характерные особенности фотосинтеза растений — превращение световой энергии в химическую и образование молекулярного кислорода [c.261]

История изучения фотосинтеза начинается с 1881 г., когда Ю.Л. Мейер доказал, что фотосинтез протекает в структурах листьев растений - хлоро-пластах. В 20-х годах XX в. К.А. Тимирязев исследовал роль специальных структур - пигментов, называемых хлорофиллами, в поглощении солнечного света (особенно красного и синего) и использовании световой энергии в фотосинтезе. В 1937 г. Р. Хилл открыл фотолиз воды, или фотохимическое окисление воды и образование кислорода, а в 50-х годах М. Калвин с сотрудниками изучили так называемую темновую стадию, во время которой образуются органические вещества. Фотосинтез протекает в хлоропла-стах, которые содержат все необходимое для синтеза органических соединений фоточувствительные пигменты, переносчики электронов, ферменты, коферменты, различные органические соединения, используемые в ходе биосинтеза на темновой стадии. Световая стадия фотосинтеза показана на рис. 39 и может быть описана суммарным уравнением [c.92]

Фоторедукция (лат. гес1ис11о — восстановление) — процесс углеродистого питания микроорганизмов, осуществляемый за счет световой энергии и идущий с использованием СО,. Отличие от фотосинтеза состоит в том, что при фоторедукции нет выделения газообразного [c.194]

Синтез углеводов в растениях происходит в результате усвоени СОг под действием световой энергии в присутствии хлорофилла. Это процесс, называющийся фотосинтезом, является источником образова ния органических соединений на Земле. Суммарное уравнение фото синтеза имеет следующий вид [c.148]

Здесь следует непременно отметить одно очень важное обстоятельство. Всю последовательность реакций, изображенных на рис. 23-12, мы объединяем под общим названием световые реакции фотосинтеза. Такое определение удобно, поскольку оно вполне четко разграничивает энергогенерирующую фазу фотосинтеза и темновые реакции, обеспечивающие восстановление СОз до глюкозы. Однако название световые реакции не вполне точно. В действительности только для двух этапов этих световых реакций нужен свет, а именно для тех этапов, которые переводят в возбужденное состояние два фотохимических реакционных центра (рис. 23-12). После того как электроны, поглотив световую энергию, перейдут на более высокий энергетический уровень, все остальные этапы фотосинтетического переноса электронов могут уже идти и в темноте. [c.697]

Известно 5 групп эубактерий, способных преобразовывать световую энергию в химическую с помощью хлорофилла. Фотосинтез, осуществляемый ими, делится на 2 типа не сопровождающийся выделением молекулярного кислорода (бескислородный фотосинтез) и сопровождающийся выделением О2 (кислородный фотосинтез). В соответствии с этим все фотосинтезирующие эубактерии в IX издании Определителя бактерий Берги предложено разделить на две таксономические группы в ранге классов Апоху-рЬо1оЬас1епа и ОхурЬо1оЬас1епа. Эубактерии, осуществляющие бескислородный фотосинтез, на основании таких признаков, как пигментный состав и тонкое строение фотосинтетического аппарата, делятся на 3 группы пурпурные, зеленые бактерии и гелиобактерии. Эубактерии, фотосинтез которых сопровождается выделением О2, включают 2 группы организмов цианобактерии и прохлорофиты. В основу деления положены те же признаки (см. табл. 21 — 23). Критерии, определяющие там, где это возможно, деление на таксоны более низкого ранга, даны при характеристике каждой из выделенных групп. [c.297]

Частично эта энергия расходуется на фосфорилирование АДФ. Отдельные стадии этого сложного процесса называют световыми стадиями фотосинтеза. Накопление в хлоропластах. NADP-H и АТФ создает необходимые предпосылки для восстановления СОг, которое происходит уже без участия световой энергии и приводит к накоплению углеводов по брутто-уравнению [c.342]

Фотохимические реакции происходят под воздействием световой энергии (или сопровождаются выделением световой энергии). Примерами фотохимических реакций, проходящих с поглощением световой энергии, являются фотосинтез в зеленых растениях (см. 14.3), присоединение хлора к бензолу с образованием гексахлорцнклогексана (см. 37.1) и сульфохлорирование алканов при получении алкнлсульфонатов (см. 35.2). Многие процессы горения протекают с выделением световой энергии. [c.165]

Свет может повысить СР, направляя реакцию по механизму с меньшей энергией активации (фотоактивируемые реакции) или смещая равновесие реакции, причем световая энергия аккумулируется в форме внутренней энергии образующихся веществ (реакции фотосинтеза). Чтобы свет мог стать фотохимически активным, он должен поглощаться атомами или молекулами (первичная реакция). Если энергия излучения достаточно велика, то атомы или молекулы переходят при этом в богатое энергией возбужденное состояние. Первоначально образовавшиеся путем поглощения света возбужденные частицы претерпевают последующие превращения (вторичные реакции). [c.476]