Хлорофилл как сенсибилизатор

К первичным фотохимическим процессам -близки так называемые сенсибилизированные реакции, в которых участвуют не те молекулы, которые непосредственно поглощают лучистую энергию, а соседние молекулы, которые сами по себе нечувствительны к излучению данной частоты и получают энергию от непосредственно поглощающих ее молекул. Примером такого процесса является уже рассмотренная нами диссоциация молекулярного водорода в присутствии паров ртути, атомы которой поглощают свет, соответствующий резонансной линии ртути с длиной волны Я = 2536,7 А. В настоящее время известно большое число сенсибилизированных реакций. Кроме паров ртути, сенсибилизаторами могут быть галогены, хлорофилл, ионы железа и др. [c.237]

Не менее важной заслугой Тимирязева является открытие роли хлорофилла как сенсибилизатора фотохимических реакций, происходящих при фотосинтезе. Он экспериментально установил, что фотосинтез осуществляется преимущественно п красных и синих лучах видимого спектра. Тимирязев провел следующий опыт. Ряд стеклянных трубочек, наполненных смесью воздуха и диоксида углерода и содержащих по одному одинаковому зеленому листу, был выставлен на разложенный с помощью трехгранной призмы солнечный свет так, что в каждой части солнечного спектра находилась одна трубочка. Через каждые несколько часов определялось содержание диоксида углерода в трубочках. Оказалось, усвоение СО2 происходит только в тех лучах, которые поглощаются хлорофиллом, т. е. в красных, оранжевых и желтых частях спектра. Некоторые результаты опыта представлены на ркс. 49 в виде графика, на котором по оси ординат отложены количества поглощенной СО2 в каждой из трубочек. [c.176]

Участником этой реакции является хлорофилл — сложное органическое соединение, придающее растениям зеленый цвет. В этой реакции хлорофилл является сенсибилизатором. Под действием света он активируется, а затем содействует взаимодействию молекул диоксида углерода и воды. Для этой реакции 7 0,1. [c.314]

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]

Выяснение механизма сенсибилизированного фотоокисления дает возможность сделать несколько полезных выводов по отношению к фотобиологии. Например, рассмотрим защитное действие каротиноидов в биологических системах. Очевидно, каротиноиды защищают фотосинтезирующие организмы от летального действия их собственного хлорофилла (см. с. 231), который является превосходным сенсибилизатором фотоокисления. Было показано, что -каротин — крайне эффективный ингибитор синглетного кислорода и может также ингибировать фотоокисление. Например, -каротин в концентрации [c.175]

Важную роль играет сенсибилизация в фотосинтезе, где в качестве сенсибилизатора выступает хлорофилл. [c.160]

Миронов А.Ф. Направленная модификация природных хлорофиллов с целью получения сенсибилизаторов с интенсивным поглощением в ближней ИК-области // В сб. 111 Съезд фотобиологов России , Воронеж, 2001, с. 136-137. [c.58]

В процессе аутоокисления (см. разд. 25.1.8.1) алкены активируются путем образования радикала. Это возможно при фотолизе, обычно в присутствии соответствующего сенсибилизатора, например хлорофилла или эритрозина, для перевода кислорода в более активное синглетное состояние (другие фотолитические реакции в присутствии сенсибилизатора, например рибофлавина, приводят к алкенильным радикалам, из которых образуются те же продукты, что и при прямом аутоокислении). Синглетный кислород взаимодействует с алкенами по согласованному механизму, не включающему образование радикалов, но сопровождающемуся миграцией двойной связи (схема 40). [c.45]

При окислении олефинов по методу Шенка [25, 26] при низких температурах в присутствии сенсибилизаторов (хлорофилл, бенгальский розовый) получают гидропероксиды с высоким выходом. Так, из 1,1,2,2-тетраметилэтилена получен 2,3,3-триметил-3-гидро-перокси-1-бутен с выходом 82%. [c.219]

Чаще всего сенсибилизатором служит бензофенон СаН —СО—С Нб, но пригодны для этой цели и такие красители, как флуоресцеин, эозин и др. Хлорофилл и некоторые кубовые красители позволяют инициировать фотополимеризацию видимым светом. [c.88]

Хлорофилл играет чрезвычайно важную роль в жизни растений, являясь сенсибилизатором в процессе фотосинтеза. Поглощая солнечный свет, молекула хлорофилла поставляет энергию с нужной длиной волны для реализации в клетке процесса фотосинтеза. [c.525]

Как указывалось на стр. 218 и сл., первичный эффект при действии излучения состоит в создании либо энергетически богатых молекул, либо осколков молекул (обычно атомов или свободных радикалов). Молекулы, обладающие высокой энергией, могут переходить в конечные продукты (по-видимому, достаточно редко) или же диссоциировать на свободные радикалы или атомы. В некоторых случаях такие молекулы могут сталкиваться с другими молекулами и действовать как сенсибилизаторы. Наилучшим примером последнего случая может служить действие атомов ртути, поглощающих линию 2537 А. Хлорофилл при фотосинтезе в растениях, несмотря на значительно более сложный характер процессов по сравнению с процессами, протекающими под действием атомов ртути, выполняет, по существу, поскольку в конечном счете он не изменяется, такую же роль фотосенсибилизатора. [c.236]

Показано [305], что реакции этого вида характерны не только для стероидов. Многие соединения, содержащие диеновую систему с сопряженными двойными связями, при облучении их разбавленных растворов в присутствии таких сенсибилизаторов, как хлорофилл, эозин или метиленовый голубой, должны присоединять кислород в положения 1,4 с образованием циклических перекисей. Эти реакции представляют значительный теоретический и практический интерес. Некоторые из получающихся продуктов другими методами синтезировать не удавалось. [c.282]

Имеются данные об образовании перекиси водорода при фотохимическом окислении различных водных растворов и суспензий, например оксалатов в присутствии иона двухвалентного марганца [72] и паральдегида [73], при ультрафиолетовом облучении водных растворов йодистого калия и бромноватокислого калия [74] и растворов или суспензий биологических сенсибилизаторов (например, сухого дрожжевого экстракта и хлорофилла [75]). [c.59]

Важной частью хлоропластов является хлорофилл, который выступает в качестве оптического сенсибилизатора и играет выдающуюся роль в накоплении органического вещества. [c.10]

К. А. Тимирязев доказал, что кривая фотосинтеза соответствует спектральной кривой поглощения света хлорофиллом с максимумом в красных и синих лучах. Эти работы К. А. Тимирязева сопровождались тщательными исследованиями спектральных свойств хлорофилла, его производных - и сопутствующих пигментов, а также разработкой чрезвычайно точней оптической аппаратуры и приборов для газовых анализов. В результате этих исследований К. А. Тимирязев доказал, что хлорофилл является сенсибилизатором процесса фотосинтеза экспериментально доказал приложимость закона сохранения энергии к процессу фотосинтеза показал приспособительный характер процесса фотосинтеза и оптических свойств пигментов к условиям солнечного освещения наметил возможные пути участия хлорофилла в фотосинтезе как окислительно-восстановительном процессе. [c.33]

Позднее Зейбольд [74] высказал мнение, что наиболее важным результатом, определяемым отношением [а] [Ь], является скорее интенсивность первичного синтеза крахмала, чем приспособление к свету. Эта новая гипотеза опирается на менее обширный экспериментальный материал, чем прежняя теория адаптации. Мнение Зейбольда, что хлорофилл Ь является специфическим сенсибилизатором полимеризации сахаров до крахмала, а не собственно фотосинтеза, кажется в высшей степени неправдоподобным. Остается невыясненным вопрос о том, является ли правильной корреляция содержания хлорофилла Ъ и образования крахмала, и если это так, то [c.405]

Например, в опытах с системой из двух красителей, где хлорофилл играет роль сенсибилизатора, а другой краситель — окислителя, не делалось попыток пользоваться светом, поглощаемым лишь одним компонентом. Между тем поведение метиленовой сини, которая восстанавливается фенилгидразином на свету, даже в отсутствие хлорофилла, ясно показывает, что нельзя пренебрегать прямыми фотохимическими реакциями красителей акцепторов. [c.514]

Таким образом, в сенсибилизи[)ованных реакциях участвуют не те молекулы, которые поглощают кванты света, а другие, которые сами не чувствительны к излучению данной длины волны и получают энергию от поглотивших ее молекул. Так, хлорофилл — сенсибилизатор фотосинтеза. [c.53]

Современное состояние знаний о фотосинтезе является результатом двухвековой работы ученых. Сначала Пристли (1771 г.), затем Сенебьи (1782 I.) и Соссюр (1804 г.) установили выделение чистого воздуха (кислорода) и накопление углерода при фотосинтезе растений. Буссенго точно определил газообмен растений и первым установил, что при усвоении 6 моль СО2 выделяется 6 моль кислорода. Исключительно важную роль в развитии учения о фотосинтезе сыграли исследования Тимирязева. Он пришел к убеждению, что световая энергия, необходимая для фотосинтеза, поглощается хлорофиллом — сенсибилизатором фотосинтеза. Тимирязев писал Я был первым ботаником, заговорившим о законе сохранения энергии и соответственно с этим заменившим и слово свет выражением лучистая энергия [7]. [c.7]

Опыт показывает, что иногда фотохимические процессы осуществляются под действием излучения, хотя оно совершенно не поглощается реагирующими веществами. Казалось бы, в данном случае имеет место отступление от закона Гроттуса. Однако исследования показали, что эти реакции происходят только тогда, когда п реагирующим веществам примешиваются некоторые посторонние примеси, которые, поглощая световую энергию, передают ее затем реагирующим веществам. Эти примесные вещества получили лазванпе сенсибилизаторов. Механизм действия сенсибилизаторов состоит в том, что молекула сенсибилизатора при поглощении фотона переходит в возбужденное состояние, а затем, столкнувшись с молекулой реагирующего вещества, передает ей избыток своей энергии, вызывая тем самым химическое превращение. Примеров сенсибилизированных реакций можно привести очень много. Так, путем добавления к фотоэмульсии некоторых веществ, выполняющих роль сенсибилизатора, можно значительно повысить ее чувствительность к красным лучам света. Известный всем хлорофилл также является сенсибилизатором фотохимических реакций образования органических веществ в зеленых растениях. [c.175]

Запасание и использование солнечного излучения зависит от наличия в растениях хлорофилла. На рис. 8.7 показана структурная формула наиболее широко распространенного хлорофилла о. Резонанс сопряженной системы приводит к оптическому поглощению в видимой области спектра на длинах волн, соответствующих максимальной солнечной интенсивности на уровне моря. В то же время свойственная порфнриновой структуре стабильность гарантирует, что поглощение излучения будет сопровождаться процессами переноса энергии или излучения, а не диссоциацией хлорофилла. Хлорофилл является особо эффективным сенсибилизатором благодаря способности поглощать энергию света и передавать ее от одной молекулы к другой до тех пор, пока не появятся условия, подходящие для сенсибилизируемой реакции. В органических растворах выход флуоресценции составляет примерно 0,3 (хотя в естественных условиях он значительно меньше), что является дополнительным свидетельством стабильности молекулы. [c.230]

Применение фотосенсибилизаторов и излучения видимой части спектра для окисления при 30° С было запатентовано как способ получения перекисей с высокой степенью превращения и минимальным разложением Тетрагидромирцен, окисленный при 25° С с хлорофиллом в качестве сенсибилизатора, дал смесь двух гидроперекисей со смещенной из первоначального положения двойной связью [c.63]

Из рассмотрения этих уравнений становится понятным, почему хлорофилл как таковой неактивен, тогда как хлоропласты, содержащие, кроме фотохимических сенсибилизаторов, ферментативную систему дегидраз, могут производить сложные восстановительные реакции. Среди последних особенно важным является синтез гексозы in vitro из фосфоглицериновой кислоты с системой хлоропласты — кодегидраза II (Охоа и Вишняк, 1952 г.) [c.261]

Сопряженные диены и полнены поглощают молекулярный кислород и образуют перекиси, часто называемые фотоокисями перекиси образуются в результате присоединения кислорода к концам диеновой системы. Присоединение кислорода протекает быстро при ультрафиолетовом облучении и медленно на рассеянном свету. Реакция формально относится к типу реакции Дильса — Альдера, в которой роль диенофила играет кислород. Примером такой реакции является образование аскаридола аскаридол встречается в природе и может быть получен из а-терпинена фотоокислением в присутствии сенсибилизатора, например хлорофилла. [c.611]

Ненасыщенные органические перекиси труднее получить аутоокислением, чем их насыщенные аналоги, ввиду возможного вовлечения в этот процесс и двойной связи. Выдвинутое Фармером и Сьютономположение о внедрении кислорода по а-углерод-ному атому относительно двойной связи и возможной миграции последней получило подтверждение во многих последующих работах. Так, показано, что при фотоокислении тетрагидромир-цена при 25° С в присутствии хлорофилла в качестве сенсибилизатора получается смесь двух гидроперекисей. Это указывает на миграцию двойной связи из первоначального положения [c.22]

Паркер и Джойс [114] определили описанным методом эффективности образования триплетов для хлорофилла а и хлорофилла Ь в этаноле, использовав в качестве донора антрацен или нафталин. Им пришлось вводить поправки из-за малого вклада замедленной флуоресценции, возбуждаемой при непосредственном поглощении света хлорофиллом в растворах, содержащих сенсибилизатор (подробные данные см. в оригинальной статье). Полученные результаты включены в табл. 33. Сумма (ф/ + фг) заметно меньше единицы, что указывает на значительную роль внутренней конверсии из электронно-возбужденного синглетного состояния. В этом отношении результаты Паркера и Джойс отличаются от результатов Боуэрса и Портера [216], полученных в эфирных растворах методом импульсной абсорбционной спектроскопии. [c.296]

Опыты Ваз а. Остается рассмотреть ряд работ Баура и сотрудников, посвященных искусственному фотосинтезу. Во многих отношениях они имеют преимущество перед опытами Бэли и Дхара. К сожалению, приверженность Баура к странной теории — сведению всей фотохимии к электрохимии — делает затруднительным чтение его работ (стр. 95). Разнообразие систем, изученных Бауром и его сотрудниками, производит благоприятное впечатление, и результаты их всегда излагались самым подробным образом. Тем не менее мы не думаем, что Бауру удалось достигнуть искусственного фотосинтеза. Кроме одной очень сложной системы (ацетатный шелк — хлорофилл — цетиловый спирт), освещение которой будто бы дало целых 20 молей формальдегида на моль наличного хлорофилла, по суще- ству во всех остальных опытах формальдегид получался в количествах, примерно эквивалентных количествам введенных сенсибилизаторов-красителей и очень небольших по сравнению с прочими органическими компонентами реагировавших систем. Предположе- [c.94]

Баур [134] испытывал мочевину, пианамид, цианид, бензидин и сульфит натрия (в бензоле), беря в качестве сенсибилизаторов эозин, красители и хлорофилл. Он пробовал также фиксацию сенсибилизатора адсорбционным путем на карбонатах и комбинирование в одной молекуле окислителя (ион карбоната) и сенсибилизатора (ион уранила и ион закисного железа). Ои испробовал и замещенные железом пермутиты, так как они значительно энергичнее фиксируют сенсибилизатор, и цветные лаки, предполагая, что таннин сможет стать звеном между сенсибилизатором и карбонатом. Все эти эксперименты дали отрицательные результаты формальдегид не образовывался, и кислород не выделялся. Точно такие же отрицательные результаты получил Реджиан [145]. Он применял в качестве сенсибилизаторов эозин, сульфат хинина, метиленовую синь, родамин, тионин и метилоранж на искусственном и на солнечном свету и в качестве восстановителей — сульфид натрия, водород, цинк, пирогаллол и гидрохинон. [c.96]

В уравнении (7.1) скобки нопрежнему означают, что компоненты и продукты этой реакции не встречаются в свободном состоянии. Предполагается, что вода связана в мо.иекулярном комплексе, возможно, включающем в себя сенсибилизатор (хлорофилл), а первичный восстановленный продукт Н и первичный окис.1еннып продукт [c.160]

Готре [229, 232] наблюдал, что реакция Молиша происходит только на свету по Жиру [251], она идет быстрее на свету, но может идти и в техчноте. Тогда предпочтительное восстановление азотнокислого серебра хлоропластами может быть аналогичным процессу при фотографировании, где темные пятна на негативе образуются в результате фотохимической реакции, а хлорофилл при этом может играть роль сенсибилизатора. [c.281]

Убивание клеток ультрафиолетовым светом означает полное прекращение фотосинтеза, даже если первичное поражение и не локализовано в самом фотосинтетическом аппарате. Опыты Арнольда 141] показывают, что ультрафиолетовый свет (X 253,6 Л л) поражает бесцветный компонент фотосинтетического аппарата непосредственно или через хлорофилл в качестве сенсибилизатора. Он освещал суспензии hlorella 2nj-renoidosa светом высоковольтной ртутной дуги с основной линией 253,6 Фиг. 49 показывает понижение скорости фотосинтеза со временем у освещенных клеток и также относительную устойчивость к этому освещению дыхательной системы. Ординатой служат. югарифмы отношения максимальных скоростей фотосинтеза после экспозиции при ультрафио.1етовом свете к скорости до торможения. Арнольд [c.353]

Зейбольд [74] отмечает, что зеленые водоросли, не содержащие хлорофилла Ъ, не образуют крахмала в качестве первого продукта ассимиляции. Так, например, Vau heria накопляет масло, а не крахмал. Рассмотрение остальных групп водорослей не противоречило этому правилу. Если крахмал встречается в окрашенной водоросли, не содержащей хлорофилла Ъ, он является, по мнению Зейбольда, вторичным продуктом. Зейбольд считает, что только хлорофилл а участвует в фотосинтезе сахара, а хлорофилл Ъ служит специфическим сенсибилизатором синтеза крахмала однако это представление не получило признания других исследователей. [c.408]

Однако это заключение требует подтверждения на более обширном экспериментальном материале. Даже в том случае, если вывод Зейбольда подтвердится, это не будет означать отрицания прежних представлений Зейбольда и Эгле о том, что возрастание концентрации хлорофилла Ъ есть результат хроматической адаптации к слабому синеватому свету, относительно богатому синими лучами, так как светолюбив и отсутствие крахмалообразования могут иногда идти параллельно. Однако теория адаптации должна быть обставлена, если согласиться с мнением Зейбольда, что хлорофилл вовсе не участвует в фотосинтезе, а является специфическим сенсибилизатором для фотохимической полимеризации сахаров до крахмала это представление, как уже отмечалось в главе VII, мы считаем невероятным. [c.427]

Бохи отмечает, что желтые красители, даже наиболее легко восстанав.1иваемые, например метанил желтый и азофлавин, не восстанавливаются хлорофиллом на свету. В более ранней работе Баур и Нейвейлер [42] формулируют правило для сенсибилизация, напоминающее правило Стокса, по которому полоса поглощения сенсибилизатора до.1жна быть сдвинута в фиолетовую сторону от полосы субстрата. Бохи использует это правило для объяснения отсутствия реакции хлорофилла с желтыми красками. [c.509]

ХЛОРОФИЛЛ КАК СЕНСИБИЛИЗАТОР IN VITRO Примеры сенсибилизации хлорофиллом [c.512]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология