Пигменты фотосинтезирующих растений

Условием осуществления фотосинтеза является локализация необходимых пигментных, окислительно-восстановительных и ферментных систем в специальных органоидах фотосинтезирующих клеток. В случае растений и водорослей — это хлоропласты, в случае бактерий — хроматофоры. В них, наряду с фотосинтезом, происходит также синтез белков, нуклеиновых кислот, липидов, пигментов и других физиологически активных веществ фотосинтезирующие органоиды обладают известной автономностью в клетке. [c.7]

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]

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]

ПИГМЕНТЫ ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИХ РАСТЕНИИ [c.108]

Важнейшие представители пигментов фотосинтезирующих растений [c.109]

Пигментная система фотосинтезирующих растений — сложная смесь, анализ которой представляет немало трудностей. Экстрагирование разрушает химические единицы, содержащие пигменты пластид в естественном состоянии, разбавляет их пигментами вакуолей и клеточных стенок, не имеющими отношения к фотосинтезу, и приводит их в соприкосновение с клеточными компонентами последние могут оказывать химическое действие на пигменты (например кислоты и энзимы). Разделение экстрагированной смеси на ее компоненты легко может повести к дальнейшей деструкции при соприкосновении с воздухом, растворителем или адсорбентом. Полное разделение затрудняется еще и тем, что смесь пигментов содержит изомеры или другие компоненты, мало отличающиеся друг от друга по растворимости и химическим свойствам. [c.401]

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]

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]

ХЛОРОФИЛЛЫ = пигменты фотосинтезирующих растений, являющиеся сенсибилизаторами фотосинтеза (см. Красящие вещества природные, Пигменты биологические, Сенсибилизирующие красители, Фотосинтез). Энергия света, поглощенного X., превращается ими в химич. энергию окислительно-восстановительных реакций, к-рые приводят в движение сложный механизм фотосинтеза растений. Исключительная роль X. в фотосинтезе, являющемся одним пз наиболее важных ироцессов, происходящих на Земле, объясняет интерес, проявляе.мый к изучению X. [c.360]

Наряду с хлорофиллами в комплекс пигментов фотосинтезирующих растений входят каротиноиды и фикобилины. [c.115]

I%I К,френч, 1962). У многих фотосинтезирующих растений установлено наличие пигмента с максимумом поглощения при 700-705 нм ( Кок 956, 1961 Кок, 1962). [c.88]

Во всех фотосинтезирующих растениях обнаружен хлорофилл а, содержание которого превьщ1ает содержание других пигментов. Он является самым важным пигментом, так как образует реакционные центры, участвующие в световой фазе фотосинтеза. Другие формы хлорофиллов, а также каротиноиды рассматриваются как вспомогательные, или сопутствующие, пигменты. Функция каротиноидов не ограничивается ролью светособирающих пигментов. Оки также защищают ткани от окисления кислородом на свету. [c.531]

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]

В ранний период истории Земли в восстановленной атмосфере каротиноиды служили в качестве светособирающих пигментов, но постепенно эта функция теряла значение, и по мере изменения свойств атмосферы и эволюции фотосинтезирующих растений фотопротекторная функция каротиноидов стала более значимой, [c.171]

Пигмент, который участвует в фотоокислении воды и показан на схеме, еще не идентифицирован. Арнон считает, что этот пигмент скорее относится к хлорофиллу или добавочным пигментам, находящимся только в высших растениях и водорослях, и не может быть хлорофиллом а, находящимся во всех фотосинтезирующих клетках. [c.332]

Свет, поглощаемый хлорофиллом в листьях растений, используется для фотосинтеза органических веществ из простых неорганических соединений это положение, установленное в работах К. А. Тимирязева, определяет роль хлорофилла как оптического и химического сенсибилизатора процесса. У фотосинтезирующих бактерий ту же роль, что и хлорофилл зеленых растений, выполняет бактериохлорофилл—пигмент, обладающий главным максимумом поглощения в близкой инфракрасной области спектра. [c.92]

Хлорофилл, как известно, принимает непосредственное химическое участие в процессе фотосинтеза, являясь одним из звеньев "в цепи окислительно-восстановительных реакций, приводящих к отнятию водорода от воды и присоединению его к СО2. Роль бактериохлорофилла у фотосинтезирующих бактерий, очевидно, такая же, как хлорофилла а У растений. Эти пигменты в растворе способны также сенсибилизировать реакпию фотохимического переноса водорода, как и хлорофилл (Красновский, Войновская,1951 Красновский, Пакшна, 1959). [c.147]

Зеленые пигменты растений — хлорофиллы, сенсибилизирующие процессы фотосинтеза, — также являются производными порфина, в Которых атомы азота пиррольных групп связаны с магнием. Существуют несколько форм хлорофиллов, различающихся между собой ТОЛЬКО некоторыми радикалами, замещающими водородные атомы в Р-положении пиррольных колец. Основным компонентом фотохимической системы высших растений и водорослей является хлорофилла. В высших растениях и зеленых водорослях содержится и второй фотохимический компонент — хлорофилл Ь, г в бурых и диатомовых водорослях — хлорофилл с, в красных водорослях — хлорофилл й. В фотосинтезирующих бактериях, в синезеленых водорослях и-в других организмах содержатся другие разновидности хлорофиллов и родственных им систем. [c.507]

ХЛОРОФИЛЛЫ м мн. Органические производные порфи-риновых комплексов магния являются пигментами фотосинтезирующих растений, водорослей и бактерий поглощают энергию солнечного света и трансформируют её в ходе синтеза органических соединений в энергию химических связей. [c.483]

Из высших растений, водорослей и фотосинтезирующих бактерий вьщелено и структурно охарактеризовано св. 50 разл. X. Осн. пигменты высших растений и зеленых водорослей - X. а ч Ь. Основа этих X.- ди-гидропорфириновый (хлориновый) цикл, содержащий в качестве эфирных фупп (У) остаток спирта фи-тола (СНз)2СН(СН2)зСН(СНз)(СН2)зСН(СНз)(СН2)зС(СНз) = = СНСНзОН. [c.291]

Зеленые ткани растений своей окраской обязаны фотосинтетическому пигменту хлорофиллу, который в высоких концентрациях содержится в хлоропла-стах. Поглощение света хлорофиллом запускает в хлоропластах процессы переноса электронов, которые сопряжены с переносом протонов через мембраны тилакоидов и, как следствие, с запасанием энергии в биологически полезной форме (в виде молекул АТР) и восстановительных эквивалентов (в виде NADPH). Полученные таким путем АТР и ШОРН в свою очередь используются хлоропластами для превращения СО2 в сахара (см. гл. 9). При этом синтетическая активность хлоропластов такова, что позволяет фотосинтезирующим тканям экспортировать большие количества органических веществ во все остальные части растения. Эти вещества в основном представлены дисахаридом сахарозой, поэтому жидкость, заполняющая ситовидные трубки (флоэмный сок) содержит обычно от 10 до 25% сахарозы [c.178]

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]

Фотосинтез зеленых растений протекает в две стадии первая из них объединяет световые реакции, идущие только тогда, когда растение освещено, а вторая-тел новые реакции, которые могут происходить как в темноте, так и на свету. В световых реакциях энергия света поглощается хлорофиллом и другими пигментами фотосинтезирующих клеток и запасается в химической форме в виде двух высокоэнергетических продуктов-АТР и NADPH одновременно выделяется кислород. В темновых реакциях АТР и NADPH, образовавпшеся в световых реакциях, используются для восстановления двуокиси углерода до глюкозы и других органических продуктов (рис. 23-5). Образование кислорода, про- [c.687]

Фотосинтезирующие растения содержат кроме хлорофиллов так называемые дополнительные, вспомогательные, или сопрововдающие пигменты. К ним относятся гсаротиноиды и содержащиеся у некоторых групп водорослей фикобилины. Вопрос о том какова роль этих пигментов в процессе фотосинтеза, участвует ли поглощаемая ими световая энергия в построении органического вещества долгое время оставался неясным. В последние годы изучению роли этих пигментов уделено оольшое внимание и появилось много нового в выяснении их роли в процессе фотосинтеза. [c.136]

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]

В фотосинтезирующих клетках активные пигменты расположены внутри ламеллярных мембран в виде функционально-организованных единиц. У фотосинтезирующих эукариот (высших растений и большинства водорослей) несущие пигмент мембраны заключены в специфических органеллах — хлоропластах. У высших растений морфологические различия между хлоропластами невелики, в то время как у водорослей форма и размеры хлоропластов значительно варьируют. hlorella, например, имеет единственный чашевидный хлоропласт, тогда как хлоропласты некоторых видов Spirogyra представляют собой длинные, спирально закрученные образования, лежащие вдоль всей клетки. [c.329]

Фотосинтез — образование зелеными растениями, а также фотосинтезирующими микроорганизмами органических веществ клеток из неорганических при участии и за счет энергии солнечного света. Фотосинтез протекаёт с участием поглощающих сеет пигментов, прежде всего хлорофилла. Первыми стабильными продуктами фотосинтеза являются НАД(ф)Н и АТФ. Далее они используются при ассимиляции СО2 и в других биосинтетических процессах. У вьюших растений донором электронов является нр. При этом фотосинтез сопровождается выделением О2. Суммарный процесс фотосинтеза выражается уравнением [c.333]

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]

Светочувствительные пигменты входят в состав фотосинтети-ческого аппарата высших растений, водорослей и фотосинтезирующих бактерий. В эукариотических клетках пигменты находятся в окрашенных пластидах — хлоропластах, у сине-зеленых водорослей — в тилакоидных структурах, у фотосинтезирующих бактерий — в специализированных органеллах мезосомах. Кроме того, эти пигменты встречаются в других структурах, не имеющих отношения к фотосинтезу, например в хромопластах и их предшественниках (этиопластах). [c.267]

Многие жизненно важные природные соединения содержат фрагменты из четырех связанных вместе пиррольных колец, которые иногда могут быть в восстановленной форме. Такие тетрапиррольные фрагменты встречаются в переносящих кислород белках (например, в гемоглобине), в цитохромах (белках, отвечающих за транспорт. электрона в цепи дыхания), в хлорофиллах и бактериохлорофиллах (молекулах, непосредственно участвующих в процессах фотосинтеза в растениях и фотосинтезирующих бактериях), в витамине В12 (витамине, препятствующем возникновению злокачественного малокровия), в-пигментах желчи и в некоторых токсинах морских организмов. На рис. 13.1 в качестве примеров приведены некоторые важные природные тетрапиррольные соединения, а также пример фталоцианина. Фталоцианины не являются природными тетра-пиррольными соединениями они синтезируются в большом масштабе и используются как красители. [c.285]

С водорослями и высшими растениями цианобактерии имеют то общее, что все они осуществляют фотосинтез с выделением кислорода и содержат хлорофилл а, а также ряд других общих с растениями пигментов. Поэтому их и отнесли к водорослям под названием сине-зеленых водорослей. Но уже Ф. Кон, учитывая способ их деления, назвал их S hizophy eae и объединил со S hizomy etes (бактериями сведя в группу высшего порядка S hizophyta. Действительно, если судить по строению клетки, наличию муреиновой клеточной стенки 70 S-рибосомам и другим определяющим признакам, приходится отнести их к грам-отрицательным прокариотам. Цианобактерии-самая обширная, наиболее богатая формами и самая распространенная группа фотосинтезирующих прокариот. Благодаря способности расти в экстремальных условиях и фиксировать молекулярный азот они приобрели большое значение в сложном хозяйстве природы. [c.127]

Вследствие тесной связи, существующей между флуоресценцией и сенсибилизацией (см. т. I, гл. ХУШ и XIX, и т. II, гл. XXIII), исследование флуоресценции хлорофилла в живых растениях может привести к значительным успехам в понимании механизма фотока-талитического действия этого пигмента в фотосинтезе. Флуоресценция является таким свойством хлорофилла, которое может наблюдаться (и уже наблюдалось) одновременно с измерениями фотосинтетической активности. Измеряя выход флуоресценции, можно получить представление об обмене энергии и процессах рассеяния энергии в фотосинтезирующих клетках, без нарушения их жизненных процессов. До сих пор еще никем не изучались изменения, происходящие в спектре флуоресценции (или в спектре поглощения) хлорофилла во время фотосинтеза однако в будущем такого рода исследования могут также оказаться выполнимыми и весьма плодотворными. [c.216]

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]

К сожалению, в настоящее время отсутствуют какие-либо определенные данные о структуре и организации реакционного центра в фотосинтезирующих системах высших растений и водорослей. Считается, что пигмент П700 представляет собой либо агрегат двух или нескольких молекул хлорофилла а или же агрегат пигмента с белком с сильным межмолекулярным взаимодействием. [c.24]

Итак, мы имеем здесь дело с фотосинтезом без углекислоты Микроскопические исследования представили другие важные данные. В фотосинтезирующих клетках почти всех растений хлорофилл и сопутствующие ему пигменты содержатся в микроскопических тельцах, так называемых хлоропластах. При более детальном изучении было обнаружено, что в хлоропластах пигменты в свою очередь скапливаются в виде мелких зернышек — гранул, почти не различимых в обычный микроскоп, но прекрасно видимых в электронном микроскопе. Анализ взвесей Хилла показал, что содержащиеся в них частицы — это целые или разрушенные хлоропласты или же отдельные гранулы. Таким образом, гранулы являются теми кирпичиками в ферментной системе фотосинтеза, которые обеспечивают высвобождение кислорода из воды на свету, но которые не содержат ферментов, необходимых для поглощения и восстановления углекислоты. Так бьша доказана пространственная раз- [c.52]

Высоконенасыщенные тетратерпены, обнаруженные в высших растениях, грибах, фотосинтезирующих бактериях и водорослях, обычно входят в состав сложных смесей фотосинтезирующих лигментов. Эти так называемые Пигменты хлоропластов представляют собой интенсивно окрашенные соединения, что и послужило главной причиной их выбора в качестве объектов на которых впервые был продемонстрирован принцип хроматографического разделения Фракционирование терпенов этой группы проводилось на самых разнообразных сорбентах, в том числе и таких достаточно распространенных, как силикагель, оксид алюминия, карбонаты цинка и кальция, оксид магния, гидроксид кальция, целлюлоза и сахароза. Элюентами обычно слуЯсили смеси углеводородов, содержащие более полярный растворитель, -например диэтиловый эфир, ацетон, метанол или пропанол. [c.248]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология