Роль хлорофилла

Хлорофилл—зеленый пигмент листьев—состоит нз двух близких по строению веществ хлорофилла а—сине-зеленого и хлорофилла Ь—желто-зеленого цвета. Роль хлорофилла была в значительной степени выяснена работами К. А. Тимирязева. Разделение обоих весьма близких по свойствам пигментов удалось впервые осуществить русскому ботанику М. С. Цвету, который применил для этого изобретенный им метод (см. стр. 590). [c.589]

Энергия, необходимая для восстановления углекислоты, доставляется в виде световой энергии, поглощается хлорофиллом и используется для фотохимической реакции. Таким образом, хлорофилл в процессе фотосинтеза играет роль фотосенсибилизатора. Поглощая световую энергию, он претерпевает изменения, а затем отдает эту энергию другим веществам и возвращается в исходное состояние. Эта роль хлорофилла в фотосинтезе была впервые открыта К. А. Тимирязевым, а затем подтверждена другими исследователями. [c.123]

Роль хлорофилла заключается в том, что он делает данную исходную систему реагентов чувствительной к малым квантам красного света. Действительно, фотосинтез простейшего угле- [c.381]

Эти два соединения, хлорофилл и гем, играют важнейшую роль в сложном механизме поглощения солнечной энергии и ее превращении для использования живыми организмами. Мы уже знаем, что характерным свойством комплексов переходных металлов является наличие нескольких близко расположенных -уровней, что позволяет им поглощать свет в видимой области спектра и придает окраску. Порфириновый цикл вокруг иона Mg в молекуле хлорофилла выполняет такую же роль. Хлорофилл в растениях поглощает фотоны видимого света и переходит в возбужденное электронное состояние (рис. 20-22). Эта энергия возбуждения может инициировать цепь химических реакций, приводящих в конце концов к образованию сахаров из диоксида углерода и воды [c.255]

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]

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]

Чтобы понять роль хлорофилла в фотосинтезе, важно иметь подробные сведения о природе наиболее низкого возбужденного состояния молекулы хлорофилла, так как сенсибилизация должна быть обусловлена взаимодействием хлорофилла в этом возбужденном состоянии с первичным субстратом или субстратами сенсибилизации (например, с комплексом СО2 , представляющим собой результат соединения СОд с акцептором или с окислителем Н2О см. т. I, гл. VII). Если это взаимодействие по своей природе является обратимым окислительно-восстановительным процессом, что можно считать вероятным, то анализ природы возбужденного состояния может позволить сделать определенные выводы относительно наиболее вероятного типа окислений (или восстановлений). Теоретический анализ спектров [c.26]

Теперь мы вкратце опишем эксперименты с освещением неопределенной (возможно, частично насыщающей) интенсивности, которые могут быть приведены в поддержку гипотезы об активном участии каротиноидов бурых водорослей в процессах фотосинтеза. Так как в бурых водорослях отсутствует хлорофилл Ь и вследствие этого значение каротиноидов для поглощения света в области между 450 и 500 < 1 сильно повышается, то условия для правильного решения вопроса об участии каротиноидов в процессе фотосинтеза в этих организмах, повидимому, более благоприятны, чем в зеленых растениях. Здесь, однако, также необходимо учитывать возможную роль хлорофилла с в поглощении в данной области спектра. [c.619]

Великий русский ученый-физиолог К. А. Тимирязев, много сделавший в разъяснении сущности фотосинтеза и роли хлорофилла в этом процессе, характеризует фотосинтез как процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете. [c.264]

Будучи по специальности ботаником, Цвет посвятил свою научную деятельность исследованию растительных пигментов. Особенно интересовал его вопрос о природе и физиологической роли хлорофилла. Приступая к изучению этой трудной и важной проблемы. Цвет столкнулся с необходимостью разработки надежного и эффективного метода разделения и выделения в чистом виде растительных пигментов. [c.5]

Классические исследования К. А. Тимирязева впервые раскрыли значение солнечной энергии в процессе усвоения углерода растениями и роль хлорофилла в этом процессе. Таким образом, Тимирязев является основоположником учения о фотосинтезе, этом важнейшем природном процессе, составляющем основу жизни на земле. [c.65]

Научное предположение К. А. Тимирязева о роли хлорофилла подтверждено исследованиями А. Н. Теренина, который прямыми опытами доказал (1951) участие хлорофилла в фотохимических окислительно-восстановительных реакциях. Хлорофилл вступает в реакцию после поглощения им солнечной энергии, которая переводит его в активированное состояние. [c.66]

Первичным эффектом излучения, как было указано на стр. 11, является образование либо молекул с повышенной энергией, либо осколков молекул, обычно атомов или свободных радикалов. Молекулы с повышенной энергией могут (вероятно, редко) перегруппировываться в конечные продукты реакции немедленно или после ряда превращений или же они могут в конце концов диссоциировать на свободные радикалы или атомы. В некоторых случаях они могут сталкиваться с другими молекулами и передавать им частично или полностью свою энергию. В таких случаях они выполняют роль, как говорят, сенсибилизаторов. Наилучшим примером последних служит действие атомов ртути, которые поглощают излучение длины волны 2537 А и вызывают множество химических реакций. Атомы ртути не уводятся из сферы реакции надолго. Роль хлорофилла в фотосинтезе растений, несмотря на значительно более сложное строение его, чем ртутных атомов, является по существу ролью фотосенсибилизатора, поскольку он в конечном счете не изменяется. [c.29]

Эта проблема была блестяще решена русским ученым М. С. Цветом, которому принадлежит открытие в 1903 г. хроматографического метода разделения смесей веществ [158]. М. С. Цвет, будучи ботаником, посвятил свою научную деятельность исследованию растительных пигментов. Особенно его интересовал вопрос о природе и физиологической роли хлорофилла. Приступая к изучению этой трудной и важной задачи, М. С. Цвет столкнулся с необходимостью разработки надежного и эффективного метода [c.12]

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]

Жан Батист Буссенго (1802—1887) был профессором химии в Лионе, приобрел известность важными исследованиями по агрохимии (роль хлорофилла, питание растений и т. д.), пионером которой его следует считать. Им написаны Агрохимия и физиологическая химия , Сельское хозяйство , Агрохимия . [c.357]

А. А. Красновским в 1949 г. была показана правильность тимирязевской концепции о более сложной роли хлорофилла при фотосенсибилизации, не укладывающейся в упрощенную картину физического переноса энергии возбуждения. Обнаружилось, что в определенных условиях жидкой среды растворенный хлорофилл при освещении красным светом, и только при освещении, способен отнимать водород от более податливых доноров водорода, чем вода, а именно типичных органических и неорганических восстановителей. Измененный хлорофилл, присоединивший водород, имеет розовый цвет в отличие от нормального зеленого и соответствующий измененный спектр поглощения, а также спектр флуоресценции (рис. 6) [10]. Эта измененная форма хлорофилла существует только при условии тщательного удаления воздуха. Достаточно впустить кислород, являющийся мощным акцептором лабильного водорода, как регенерирует хлорофилл со своей обычной окраской. [c.384]

К. Тимирязев внес большой вклад в дело изучения роли хлорофилла. [c.229]

Исследования в группе тропана были начаты Под влиянием Альфреда Айнгорна (1857—1917), который открыл новокаин и которому Вильштеттер посвятил докторскую диссертацию эти исследования привели к синтезу кокаина. Работы по изучению ассимиляции угольного ангидрида (в сотрудничестве со Штолем), выполненные С учетом новых взгйядов, выяснили роль хлорофилла в процессе фотосинтеза. Эти работы были собраны Вильштеттером в однотомнике Исследования по ассимиляции угольной кислоты (1918). Исследования хлорофилла, начатые в 1906 г., кроме выделения зеленого пигмента, привели Вильштеттера к установлению химического строения хлорофиллов а ж Ь> [c.370]

Около 100 лет тому назад действие спектрального состава света на фотосинтез стало предметом оживленной дискуссии. Темой ее было положение максимума эффективности фотосинтетической деятельности в солнечном спектре. В 1884 г. Дрэпер [2] нашел, что если призменный спектр солнца отбросить на растение, то наибольшее количество кислорода выделяется в желто-зеленой области. Этот результат был подтвержден такими авторитетами в физиологии растений, как Сакс[3] и Пфеффер [5]. Сакс указал, что желтый цвет обладает также максимальной яркостью , т. е. наиболее сильно действует на ретину человеческого глаза. Сам он видел в этом только случайное совпадение, однако другие, менее осторожные, авторы предположили, что подобное соответствие не может быть случайным, и пытались найти ему объяснение. Убеждение в том, что фотосинтез протекает наиболее активно в зеленом свете, который только очень слабо поглощается хлорофиллом, привело к выдвижению ряда странных гипотез. Предполагали, например, что световая энергия вообще не нужна для фотосинтеза (Пфеффер [5]) или что роль хлорофилла в растениях заключается только в защите от повреждения светом системы, восстанавливающей двуокись углерода (Принсгейм [11, 12, 13, 14]). [c.580]

Фотосенсибилизирующая роль хлорофилла может быть продемонстрирована на модельных реакциях с выделенным из растений пигментом. Для этого в качестве источника водорода берут аскорбиновую кислоту, а акцептора водорода — метиловый красный, который, присоединяя водород, восстанавливается до неокрашенного лейкосоединения. Аскорбиновая кислота окисляется в дегидроаскорбиновую кислоту [c.84]

Что касается одного из наиболее важных вопросов — роли хлорофилла в процессе разложения воды, то его нельзя считать окончательно рещенным. [c.138]

Детали синтеза углеводов и механизмов фотофосфорилирования лежат за пределами настояш,ей книги. Однако мы остановимся здесь на роли в этих процессах пигментов, поскольку они имеют фундаментальное значение в улавливании и утилизации энергии света. Светособирающая роль хлорофилла в фотосинтезе— вероятно, наиболее яркий пример специфических биологических фотофункций природного пигмента. Функционирование каротиноидов и фикобилинов в качестве вспомогательных пигментов также прямо связано с их светопоглощающими свойствами. Другие окрашенные молекулы, в том числе цитохромы и флавопротеины, участвуют в фотосинтезе как часть электронтранспортных систем способность этих соединений поглощать видимый свет не имеет отношения к их функционированию. Ниже будут освещены вопросы о том, как поглощающие свет пигменты расположены в фотосинтетическом аппара- [c.328]

В дореволюционной России систематических исследований в области химии лекарственных веществ почти не проводилось. Между тем, замечательные открытия А. М. Бутлерова (1828—1886), создавшего теорию химического строения, Н. Н. Зинина (1812—1880), впервые получившего анилин из нитробензола и положившего этим начало синтезу искусственных красителей, исследования А. А. Воскресенского (1809—1880) и А. Н. Вышнеградского (1851—1880) в области установления строения алкалоидов, Н. И. Лунина (1854—1937), открывшего существование и значение витаминов, К. А. Тимирязева (1843—1920), выявившего роль хлорофилла в фотосинтезе у растений, и исследования многих других русских ученых в различных разделах химии и биологии, в значительной мере способствовали развитию естественных наук, а в том числе и химии физиологически активных и биологически важных веществ. Вместе с тем, Россия не имела собственной фармацевтической промышленности. Огромные сырьевые возможности использовались в самой незначительной мере. Потребность в лекарственных средствах удовлетворялась почти исключительно за счет импорта. [c.12]

Феопорфирин а и дезоксофилоэритрин были получены полным синтезом (Г. Фишер), причем подтвердилось приведенное выше строение хлорофиллов. Недавно был осуществлен полный синтез хлорофилла одновременно двумя коллективами одним — под руководством Р. Б. Вудворда и другим — под руководством М. Стрелла и А. Коло-янова (1960 г.). О роли хлорофилла в фотосинтезе в зеленых листьях уже говорилось. [c.634]

Давно отмечалось [47], что суихествует тесная связь между прогорканием масел и содержанием в них хлорофилла, который может играть роль фотосенсибилизатора при нахождении масел на свету. На роль хлорофилла как ускорителя окисления непредельных жирных кислот, жиров и масел неоднократио указывалось в литературе [44, 48—52], [c.98]

В главе XIV мы увидим доказательства в пользу существования хлорофилл-белкового комплекса. Сохранность этого комплекса может быть необходима для фотосинтетической способности хлорофилла. Были разработаны различные методы экстрагирования этого комплекса из листьев, и оказалось, что такие экстракты имеют некоторые из свойств хлорофилла в листе (например, абсорбционный спектр, химическая устойчивость и флуоресценция). Однако и у них отсутствовала фотосинтетическая активность. Эйслер и Порт-гейм [21] сообщили, что искусственные хлорофилл-белковые комплексы, приготовленные добавлением лошадиного серума к хлоро-фильным растворам, могут восстанавливать двуокись углерода и выделять кислород на свету однако методы этих исследователей были грубы и отсутствовало детальное изложение опытов. Нет ничего удивительного в том, что хлорофилл-белковые комплексы неспособны к фотосинтезу, если вспомнить, что изолированные хлоропласты в лучшем случае сохраняют лишь часть своей нормальной фото-синтетической активности. Речь идет не о том, способны ли хлорофильные препараты к полному фотосинтезу, а о том, сохраняются ли в них какие-либо свойства, связанные с ролью хлорофилла в фотосинтезе. Как указано в главе Ш, эта роль сводится к утилизации световой энергии для переноса водородных атомов против градиента химического потенциала. Хлорофилл может это осуществлять или путем чисто физического переноса энергии к клеточной окислительно-восстановительной системе, или же, что более вероятно, прямым химическим участием в этой системе. Отсюда, следовательно, и возникает вопрос, образует ли хлорофилл in vitro окислительно-восстановительную систему, а если это происходит, то увеличивается ли при поглощении света окислительная способность окисленной формы или восстановительная способность восстановленной формы (или и то и другое). [c.73]

Новые точки зрения на роль хлорофилла в переносе водорода при фотосинтезе следуют из представлений, которые выдвинули Тере-нин [240, 241], Льюис [375] и экспериментально подкрепил Краснов-ский [509, 644, 785, 789, 812]. Соглас1Ю этим представлениям, поглощая квант света, хлорофилл переходит в бирадикальное состояние и в таком виде сенсибилизирует реакции обратимого переноса протона. [c.623]

Роль хлорофилла в пигментной системе растений освещалась-в главе XV. Постепенное выяснение структуры этого соединения, одного из важнейших во всей природе, является замечательным примером настойчивой систематической работы в органической химии. Начало химическому изучению хлорофилла пЬложил Берцелиус. Легкость, с которой разлагается хлорофилл, и трудности его очищения веди ко многим ошибкам в первоначальных анализах. Важным шагом вперед было установление сходства между хлорофиллом и гемином — красным пигментом крови, позднее подтвержденное Хоппе-Зейлером [17—19], который перевел хлорофилл в красный нор-фирин , похожий на порфирины, подученные из гемина. Позже Вильштеттер провел фундаментальные исследования по выяснению химической структуры хлорофилла и гемина. Его работы были развиты далее Штолем, Конентом и Фишером. [c.441]

Количественное исследование с различными растворителями и акцепторами и с различными интенсивностями света и длинами волн должно внести ясность в проблему сенсибилизированных хлорофиллом реакций in vitro. Это может явиться важным шагом вперед в понимании роли хлорофилла в фотосинтезе. Предпосылкой таких исследований является необходимость работы с чистыми свежими препаратами хлорофилла, а пе с грубыми экстрактами или препаратами, хранившимися продолжительное время. Окислительно-восстановительные свойства хлорофилла, повидимому, наиболее чувствительные признаки этого весьма чувствительного соединения, и они могут быстро изменяться при хранении не только в растворе, но и в сухом состоянии. [c.527]

Подводя итог, можно сказать, что средние значения найденные Дэттоном и Мэннингом, поддерживают предположение о том, что каротиноиды в диатомовых водорослях, и в особенности фукоксантол, непосредственно участвуют в сенсибилизации фотосинтеза однако большой разброс отдельных значений свидетельствует о необходимости повторного исследования этого вопроса с использованием материалов и методов, дающих более согласующиеся результаты. Кроме того, необходимо снова переоценить все имеющиеся результаты, и в особенности абсолютные выходы при 496 М[>-, учитывая наличие и возможную роль хлорофилла с. Возможно, что эта переоценка поставит бурые водоросли в один ряд с зелеными водорослями — организмами, у которых в области поглощения каротиноидов наблюдался заметно более низкий квантовый выход фотосинтеза, но все же не настолько низкий, чтобы считать каротиноиды полностью неактивными. В пользу такой гипотезы свидетельствует вид спектра действия бурой водоросли oilodesme, определенного полярографически [c.614]

Недавно удалось показать, что в порфириноподобных молекулах также происходят синглетно-триплетные переходы [21]. Исследовались как флуоресценция (т< 10 сек.), так и фосфоресценция (т>10 сек.) целого ряда веществ—зтиопорфиринов, фтало-цианинов и феофорбидов. Было обнаружено, что в молекулах с непарамагнитным металлическим ионом (соединения, содержащие Mg , 2п ) наблюдается яркая флуоресценция, тогда как молекулы, содержащие парамагнитные ионы (Си , N1 ), фосфоресцируют, но не флуоресцируют. Авторы цитируемой работы воспользовались своими результатами при обсуждении роли хлорофилла в фотосинтезе (см. гл. VI). [c.110]

В. С. Доктуровского, в которых были детализированы понятия по генезису торфяников - растительному покрову болот, процессу заболачивания, видам торфа, методам ботанического анализа. Существенное значение в понимании вопроса образования горючих ископаемых и накапливании растениями энергии солнца имели работы К. А. Тимирязева по изучению роли хлорофилла в этом процессе. Современные представления об образовании торфа широко освещены в учебнике С. Н. Тюремнова Торфяные месторождения , в котором дано региональное районирование торфяной базы СССР, а также в трудах В. Е. Раковского (главным образом по генезису торфов), Г. Л. Стадникова (по химии торфов), Н. Г. Титова (об условиях образования торфов) и ряда других исследователей. Подробная характеристика торфяных месторождений с указанием типа каждого из них, качества и запасов торфа приводится в монографиях Торфяного фонда по каждой области СНГ. [c.52]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология