Пигменты фотосинтезирующих организмов

У всех фотосинтезирующих организмов, включая высшие растения, фотосинтез протекает в мембранных структурах. У пурпурных бактерий поглощающие свет пигменты (бактериальные хлорофиллы и каротины) встроены в мембраны, которые представляют собой складки наружной клеточной мембраны. Эти участки имеют характерную структуру и называются хроматофорами. Они состоят из соединяющихся между собой полых пузырьков, параллельно расположенных трубочек или параллельных пластинок (ламелл) диаметр всей структуры — 50—100 нм. У зеленых бактерий пигменты выстилают внутриклеточные пузырьки. В настоящее время фотосинтезирующие бактерии обитают только в серных источниках и глубоких озерах, но когда-то они были, вероятно, распространены гораздо более широко и являлись единственными фотосинтезирующими организмами на Земле. [c.25]

Прокариотические сине-зеленые водоросли (цианобактерии) являются простейшими фотосинтезирующими организмами, выделяющими кислород. Они не содержат хлоропластов, но имеют более или менее развитые внутренние фотосинтетические мембраны, включающие хлорофилл а, каротиноиды и фикобилины. Опишите все изменения в морфологии, ультраструктуре и составе пигментов, которые можно ожидать при переносе цианобактерий из 1) условий низкой освещенности в условия высокой освещенности и высокого содержания кислорода, 2) условий высокой освещенности в условия низкой освещенности, 3) условий освещения белым светом в условия освещения зеленым или красным светом. [c.402]

Во всех фотосинтезирующих организмах центральным процессом является поглощение квантов (фотонов) солнечного света (Лу), которое осуществляется основным фоточувствительным пигментом — хлорофиллом. Ниже приведена структура хлорофиллов аиЬ (К=СНз — хлорофилл а К=СНО — хлорофилл 6) [c.211]

ПИГМЕНТЫ ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИХ ОРГАНИЗМОВ [c.184]

К вспомогательным фотосинтетическим пигментам, которые содержат все фотосинтезирующие организмы, относятся каротиноиды, большая группа химических соединений, представляющих собой продукт конденсации остатков изопрена [c.268]

Биосинтез начинается с фотосинтеза [1]. Вся жизнь на Земле зависит от способности некоторых организмов (зеленых растений, водорослей и фотосинтезирующих бактерий), содержащих характерные фотосинтезирующие пигменты, использовать энергию солнечной радиации для синтеза органических молекул из неорганических веществ — диоксида углерода, азота и серы. Продукты фотосинтеза служат затем не только исходными веществами, но и источником химической энергии для всех последующих биосинтетических реакций. Обычно принято описывать фотосинтез только как процесс образования углеводов в некоторых случаях основными продуктами фотосинтеза, действительно, являются исключительно крахмал, целлюлоза и сахароза, однако в других организмах на синтез углеводов идет, быть может, всего лишь третья часть углерода, связываемого и восстанавливаемого в процессе фотосинтеза. При ближайшем рассмотрении оказывается, что нельзя провести четкую границу между образованием продуктов фотосинтеза и другими биосинтетическими реакциями в клетке, в которых могут участвовать промежуточные вещества фотосинтетического цикла восстановления углерода. [c.396]

В высших растениях фотосинтез протекает наиболее эффективно при поглощении света хлорофиллом а. Роль хлорофилла Ь, каротиноидов и других сопутствующих пигментов не вполне ясна. Хлорофилл а представляет собой единственный пигмент, общий для всех фотосинтезирующих организмов. Поэтому предполагают, что только хлорофилл а способен быть донором энергии непосредственно для фотосинтетической реакции, а все другие пигменты передают поглощенную ими энергию хлорофиллу а. Эта гипотеза согласуется со спектром действия для фотосинтеза и с наблюдением, что сопутствующие пигменты могут сенсибилизировать флуоресценцию [c.258]

Все виды фотосинтезирующих организмов содержат зеленые пигменты — хлорофиллы, представляющие собой производные пятичленного гетероцикла пиррола. В молекуле хлорофилла имеется четыре пиррольных кольца, соединенных друг с другом в а-положении с помощью радикалов — СН =. В результате образуется большое так называемое порфири-новое кольцо с сопряженными по кругу двойными связями. В центре порфиринового кольца имеется атом магния. Поглощение порфиринов в видимой области спектра объясняется тем, что они имеют состоящую по меньшей мере из 18 звеньев систему сопряженных двойных связей с и- и п-электронами, способными поглощать кванты с небольшой энергией. [c.35]

Роль каротиноидов в процессах фотосинтеза. Каротиноиды — обязательные компоненты пигментных систем всех фотосинтезирующих организмов. Они выполняют ряд функций, главные из которых 1) участие в поглощении света в качестве дополнительных пигментов, 2) защита молекул хлорофиллов от необратимого фотоокисления. Возможно, каротиноиды принимают участие в кислородном обмене при фотосинтезе. [c.77]

Они являются вспомогательными пигментами, которые имеются у всех фотосинтезирующих организмов. Каротиноиды - это продукт конденсации изопрена. Большинство каротиноидов построено на основе конденсации 8 изопреноидных остатков. [c.189]

Энергия падающего света поглощается фотосинтезирующими пигментами в органеллах, называемых фоторецепторами (хлоропласты в высших растениях, пластиды в водорослях, хроматофоры в фотосинтезирующих бактериях). Преобладающим пигментом является хлорофилл любой организм, способный осуществлять фотосинтез, содержит по меньшей мере одну разновидность хлоро- [c.396]

У фотосинтезирующих организмов функция поглощения световой энергии в широком диапазоне длин волн видимой части спектра принадлежит пигментам. Они, собственно, и начинают цепь преобразования энергии света в энергию химических связей. [c.6]

Во всех фотосинтезирующих организмах, способных к выделению Ог, пигменты упакованы в виде тонких (50 А) ламелл. Типичные ламеллы обнаружены даже у сине-зеленых водорослей, которые, вообще говоря, в структурном отношении чрезвычайно примитивны [c.557]

Гранулы или подобные им структуры, в которых сконцентрированы хлорофиллы и каротиноиды, имеются не только у высших растений, но и у содержащих пластиды низших растений (пурпурные бактерии, сине-зеленые водоросли), для которых всего несколько лет назад принималось, что у них пигменты распределены диффузно по всей массе цитоплазмы. У фотосинтезирующих организмов, лишенных хлоропластов, роль последних выполняют особые образования, носящие название хроматофор. [c.120]

Хотя бесспорных доказательств протекания реакции обратимого фотовосстановления — фотоокисления самого хлорофилла непосредственно в фотосинтезирующих организмах пока не получено, с этой реакцией могут быть связаны быстрые, обратимые изменения спектров поглощения пигментов, например, в полосе поглощения 890 нм [c.64]

Давно было известно, что на свету токсичность молекулярного кислорода для живых организмов повышается. Этому способствуют находящиеся в клетке вещества, поглощающие видимый свет, — фотосенсибилизаторы Многие природные пигменты могут быть фотосенсибилизаторами. В клетках фотосинтезирующих организмов активными фотосенсибилизаторами являются хлорофиллы. Окисление биологически важных молекул под влиянием видимого света в присутствии молекулярного кислорода и красителя получило название фото-динам ического эффекта. [c.298]

Красные водоросли и сине-зеленые водоросли (или бактерии) отличаются от всех других фотосинтезирующих организмов тем, что в качестве вспомогательных светоулавливающих пигментов они используют фикобилипротеины (гл. 5), которые локализованы в специфических структурах, называемых фико-,билисомами. Последние представляют собой макромолекулярные [c.354]

Механизмы защиты с помои ью клеточных метаболитов. Защита против одного из самых токсичных производных молекулярного кислорода — синглетного кислорода — осуществляется с помощью каротиноидных пигментов. Каротиноиды широко распространены в мире прокариот. Они обнаружены в клетках многих аэробных хемотрофов, являются обязательным компонентом пигментного аппарата всех фототрофов. Б клетках фотосинтезирующих организмов, как отмечалось выше, активными фотосенсибилизаторами являются хлорофиллы. Од- [c.302]

Итак, способность организмов существовать за счет энергии света в первую очередь связана с наличием у них специфических фоторецепторных молекул — пигментов. Набор пигментов характерен и постоянен для определенных групп фотосинтезирующих эубактерий. Соотношения между отдельными пигментами колеблются в зависимости от вида и условий культивирования. В целом фотосинтетические пигменты эубактерий обеспечивают поглощение света с длиной волны в области 300—1100 нм. [c.263]

В отношении к молекулярному кислороду среди фототрофных эубактерий на одном полюсе располагаются строгие анаэробы, на другом — организмы, у которых О2 образуется внутриклеточно. Многие виды — факультативные анаэробы, есть аэротолерантные формы и микроаэрофилы. У фотосинтезирующих эубактерий молекулярный кислород часто выступает как могучий фактор, регулирующий их метаболизм в аэробных условиях у пурпурных и зеленых бактерий репрессируется синтез фотосинтетических пигментов и тем самым уничтожается основа для фототрофного способа существования. [c.324]

Светочувствительные пигменты фотосинтезирующих организмов подразделяются на три класса зеленые липофильные хлорофиллы, желтые липофильные каротиноиды и синие и красные водорастворимые фикобилины. В свою очередь, каротиноиды подразделяются на две подгруппы полиеновые углеводороды, или каротины, и кислородсодержащие пигменты, называемые ксантофиллами (или фитоксантинами ). В хлоропластах авто-трофных растений, принадлежащих к разным таксономическим группам, могут содержаться от одного до нескольких хлорофиллов и от одного до трех каротинов и несколько ксантофиллов. Фикобилиновые пигменты встречаются в форме белковых комплексов, называемых билипротеинами, наряду с хлорофиллами и каротиноидами в красных и сине-зеленых морских водорослях. [c.267]

Фикобилины, содержащиеся в сине-зеленых и красных водорослях, по строению отличаются от других пигментов фотосинтезирующих организмов. Известны три вида фикобилинов фикоэритрин, фикоцианин и аллофикоциа-нин. В противоположность пигментам первых двух классов фикобилины представляют собой макромолекулы — хромопротеиды, состоящие из специфических белков и прочно связанных с ними ковалентными связями хромофорных групп. Молекулярный вес хромопротеидов порядка 300 000. Белковый носитель состоит, по крайней мере, из шести субъединиц. Простетическая группа хромопротеида — незамкнутая тетрапиррольная цепь, аналог желчных кислот. [c.54]

Поэтому все пигменты фотосинтезирующих организмов разделяются на основные (хлорофилл а и бактериохлорофилл а) и дополнительные (каротиноиды, фикобилины и все остальные хлорофиллы). Большой арсенал дополнительных пигментов, перекрывающих своим поглощением практически весь видимый и часть ближнего инфракрасного спектра, позволяет фотосинтетикам активно улавливать падающую на Землю световую радиацию, которая исходит от ближайшего к ней галактического тела — Солнца. [c.55]

Пурпурные серобактерии являются, подобно зеленым растениям, фотосинтезирующими организмами. В клетках этих бактерий содержится особый пигмент — бактериопурвурин, позволяющий использовать солнечную энергию. Эти бактерии могут развиваться в условиях анаэробиоза и окисляют сероводород путем взаимодействия его с углекислотой [c.148]

Хлорофилл а присутствует в хлоропластах или аналогичных структурах у всех фотосинтезирующих организмов. (Исключение составляют фотосинтезирующие бактерии, содержащие бак-териохлорофилл а). Помимо него, всегда имеются также и другие пигменты, у разных организмов различные. Высшие растения и зеленые водоросли содержат хлорофилл Ь, у которого к 3-му атому углерода вместо группы —СНз, имеющейся у хло- [c.20]

Все другие фотосинтезирующие организмы содержат в качестве основного (а сине-зеленые водоросли — единг ственного) зеленого пигмента хлорофилл а. От бактериохлорофилла он отличается тем, что в положении 2 имеет винильный радикал— СН = СН2, а кольцо В имеет еще одну двойную связь (за счет того, что содержит на 2 атома водорода меньше). [c.37]

К.фотосинтезирующим организмам, не имеющим хлоропластов, относятся сине-зеленые водоросли и бактерии. У сине-зеленых водорослей до сравнительно недавнего времени предполагали диффузное распределение пигментов, пигментированных структур в световом микроскопе не обнаруживали. Исследованиями последних лет с применением электронного микроскопа установлено, что у этих водорослей имеются пигментсодержащие ламеллн - тилакоиды, про-низываицие всю клетку и расположенные главным образом на ее периферии. Как и тилакоиды хлоропластов, они состоят из двух соединенных друг с другом по краям мембран ( мепке, 1961 б). [c.107]

Литвин Ф.Ф., Гуляев Б.А. "Красное смацение" и усложнение структуры спектра поглощения фотосинтезирующих организмов, как следствие существования системы агрегированных форм пигментов. дАН СССР, 1966, т.169, Л 5, стр.1187. [c.284]

Все фотосинтезирующие организмы содержат хлорофиллы — зеленые магнийпорфириновые пигменты. Известно свыше 10 видов, различающихся природой химических групп, присоединенных к пиррольным структурам порфиринового ядра, окраской, распространением среди живых организмов. У всех зеленых растений содержатся хлорофиллы а и Ь, в диатомовых водорослях — хлорофилл с, в красных водорослях — хлорофилл с1. Все хлорофиллы являются фоторецепторами, так как интенсивно поглощают видимый свет (в спектрах поглощения имеются четыре полосы — три в красно-желтой и одна в синей области). Функции реакционных (фотохимических) центров выполняют особые формы хлорофилла а пигмент Рудр, поглощающий свет с длиной волны около 700 нм, и пигмент Р зд, поглощающий свет с длиной волны 680 нм. На долю этих фотохимически активных форм хлорофилла приходится 1/400 часть общего количества хлорофилла в клетке. [c.195]

Видимый свет стимулирует биосинтез каротиноидов у бактерий, грибов, дрожжей и высших фотосинтезирующих организмов. Аппарат биосинтеза каротиноидов активируется светом только в присутствии кислорода, причем каротиноиды начинают накапливаться после заметного латентного периода (40 мин) и через 6—8 ч синтез заканчивается. Температура в момент освещения не влияет на каротиногенез (Сю=1), а повышение температуры после освещения ему способствует. Следовательно, синтез пигментов запускается простой фотохимической реакцией (скорее всего реакцией фотоокисления) и включает в себя темновые ферментативные стадии. При этом какой-либо связи между каротиноге- [c.212]

Фотосинтезирующие организмы обязательно содержат магний-пор-фириновые пигменты — хлорофиллы, построенные из четырех пирроль-ных колец, соединенных углеродными мостиками и образующих закрытую (циклическую) структуру Известно больше десяти видов хлорофиллов, различающихся природой химических групп, присоединенных к пиррольным структурам порфиринового ядра, но все они поглощают свет видимой и инфракрасной частей спектра. [c.226]

Вводные пояснения. Пигментная система хлоропласта представлена двумя типами пигментов зелеными — хлорофиллами а и 6 и желтыми — каротиноидами. Основной функциональный пигмент — хлорофилл а, обнаруженный, за исключением бактерий, у всех фотосинтезирующих организмов. Этот пигмент служит непо-сре Дственным донором энергии для фотосинтетических реакций, остальные пигменты лишь передают поглощенную ими энергию хлорофиллу а. У большинства наземных высших растений содержание хлорофилла а в два-три с половиной раза выше, чем содержание хлорофилла Ь. [c.75]

В фотосинтезирующих организмах группа желтых пигментов представлена ликопином, а-каротином, р-ка-ротином и у-каротином. У высших растений преобладает р-каротин. Его молекула образована двумя симметрично расположенными иононовыми кольцами, соединенными длинной углеродной цепью с системой регулярно чередующихся двойных связей. [c.76]

Все фотосинтезирующие организмы содержат один или несколько органических пигментов, способных поглощать видимый свет, запуская тем цамым фотохимические реакции фотосинтеза. Из большинства листьев эти пигменты можно экстрагировать спиртом или другими органическими растворителями. Выделить индивидуальные пигменты из спиртового экстракта можно методом хроматографии на колонке с сахарной пудрой. Впервые это сделал русский ботаник М. С. Цвет в 1906 г. В растениях и водорослях встречаются пигменты трех основных классов — хлорофиллы, каротиноиды и фикобилины. Хлорофиллы и каротиноиды нерастворимы в воде, а фикобилины растворимы. Каротиноиды и фикобилины называют вспомогательными, или сопровождающими, пигментами, поскольку энергия квантов света, поглощенных этими пигментами, может передаваться на хлоро-4 илл. В табл. 3.1 приведены характеристики поглощения света этими пигментами. Пигменты фотосинтезирующих бактерий описаны в гл. 7. [c.41]

Эубактерий, фотосинтез которых сопровождается выделением молекулярного кислорода (цианобактерии и прохлорофиты), содержат хлорофиллы, характерные для фотосинтезирующих эукариотных организмов. У цианобактерии — это хлорофилл а, единственный вид хлорофилла, обнаруженный в этой фуппе в клетках прохлорофит — хлорофиллы й и А. Присутствие этих пигментов обеспечивает поглощение света до 750 нм. [c.266]

Наиболее разнообразен состав каротиноидных пигментов у пурпурных бактерий, из которых выделено свыше 50 каротиноидов. В клетках большинства пурпурных бактерий содержатся только алифатические каротиноиды, многие из которых принадлежат к группе ксантофиллов. У некоторых пурпурных серобактерий обнаружен арильный моноциклический каротиноид окенон, а у двух видов несерных пурпурных бактерий найдено небольшое количество Р-каротина, алициклического каротиноида, распространенного у цианобактерий и фотосинтезирующих эукариотных организмов. Структурные формулы некоторых характерных для пурпурных бактерий каротиноидов представлены на рис. 70, 2—5. Набор и количество отдельных каротиноидов определяют окраску пурпурных бактерий, густые суспензии которых имеют пурпурно-фиолетовый, красный, розовый, коричневый, желтый цвета. [c.269]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология