Фиксация углекислоты

Световая реакция представляет собой специфическую особенность фотосинтезирующих клеток. В то же время большинство реакций, составляющих процесс фиксации углекислоты в темновой фазе, свойственно не только фотосинтезирующим клеткам. [c.260]

При уменьшении длительности экспозиции в О-Ю2 получалось меньше радиоактивных продуктов. При самых коротких экспозициях меченой оказывалась только 3-фосфоглицериновая кислота (ФГК). Таким образом, можно сделать вывод, что ФГК является первым стабильным продуктом фиксации углекислоты. Последуюш,ие исследования были проведены с целью выяснить природу молекулы акцептора. Простое объяснение, согласно которому двууглеродная молекула акцептирует углекислоту, образуя ФГК, не подтвердилось. Среди первых продуктов фотосинтеза были обнаружены фосфаты С5- и С7-сахаров, и этот факт вместе с открытием новых ферментативных превращений указанных соединений (см. Пентозофосфатный путь , стр. 129) привел к созданию схемы, называемой циклом восстановления углерода . [c.276]

В связи с быстрым образованием катехинов при фотосинтетической фиксации углекислоты было интересно выяснить, продолжается ли биосинтез катехинов в листьях чая при последуюш,ем выдерживании листьев в темноте в отсутствие и связан [c.111]

На основании этих исследований химизм фиксации углекислоты, так называемый путь углерода в фотосинтезе, можно представить в виде следующей цепи реакций. [c.128]

Рис. 1.1. Круговорот углерода в биосфере. Цифры около стрелок указывают годовой оборот СО2 (фиксация, образование, обмен). Фотосинтетическая фиксация углекислоты зелеными растениями быстро истощила бы ее запасы в атмосфере, если бы органические соединения нр разлагались микроорганизмами и не окислялись до СО , что восполняет запас углекислоты в воздухе. Сжигание углеродсодержащего ископаемого топлива (нефти, природного газа, угля) приводит к постепенному росту содержания СО2 в атмосфере.

Ферменты первой группы имеются как у растений, так и у животных. Некоторые аспекты этого механизма фиксации углекислоты мы рассмотрели в предыдущей главе, когда говорили о роли реакций связывания СОг в метаболизме беспозвоночных — факультативных анаэробов, и мы не будем возвращаться к этому вопросу. [c.99]

Рис. 36. Эффективный путь уг.перода в процессе фиксации углекислоты у растений типа С-4.

Как показали исследования, в растениях, обработанных производными мочевины, тормозится фотосинтез высказано мнение (Быстрова), что при этом происходит подавление синтеза хлорофилла, инактивация хлорофилл-белкового комплекса, нарушается система фотохимических реакций, связанных либо с фиксацией углекислоты и восстановлением углекислоты, либо с синтезом углеводов. [c.316]

Фиксация СОг в таких реакциях обычно составляет 2 — 6 % от общего потребления углерода клеткой, а на бедных средах может достигать 30%. Чем проще среда культивирования, тем больше гетеротрофная фиксация углекислоты. Таким путем удлиняются углеродные скелеты, а также поддерживается окислительно-вос-становительный потенциал среды. [c.219]

Процесс фиксации углекислоты при фотосинтезе состоит из ряда реакций. Эти реакции сопряжены одна с другой в результате происходит превращение световой энергии в энергию химических связей. Некоторые из реакций, происходящих при фотосинтезе, указаны на схеме, помещенной в нижней части страницы. [c.370]

Рис. 9-42. Реакции фотосинтеза, протекающие в хлоропласте, можно разделить на две группы-светозависимые (световые) и темновые. В световых реакциях окисляется вода, тогда как в тем-новых происходит фиксация углекислоты.

Восстановительный пентозофосфатный цикл, или цикл Кальвина, являющийся основным путем фиксации СО2 у всех высших фотосинтезирующих организмов, функционирует уже в группе пурпурных бактерий. У цианобактерий и прохлорофит это также основной путь фиксации СО2. Последовательность ферментативных реакций, приводящих к фиксации углекислоты и образованию из нее молекулы гексозы, была расшифрована М. Кальвином (M. alvin) с сотрудниками в 50-х гг. XX в. (рис. 77). Что в этом цикле нового, существенно отличающего его от всех реакций фиксации СО2 как гетеротрофной природы, так и функционирующих в восстановительном ЦТК Новая химическая природа акцептора. Акцепторами СО2 во всех до сих пор описанных реакциях были органические кислоты в обычной или активированной форме. В этом цикле впервые акцептором СО2 выступает вещество углеводной природы — активированная молекула пентозы. [c.294]

Карбоксисомы - окружены однослойной мембраной и содержат ключевые ферменты фиксации углекислоты в цикле Кальвина (у фототрофных и некоторых хемолитотрофных прокариот). [c.42]

Таким образом, в основном были выяснены взаимные отношения между теми углеводами, которые образуются в первую очередь после начала фиксации углекислоты. Все эти превращения происходят на уровне сахаров триоза, тетроза, пентоза, гексоза и гептоза — все находятся на одном окисли-тельно-восстановительном уровне. Все они также находятся примерно на одинаковом энергетическом уровне, так что эти превращения не требуют большой затраты энергии. Но как образуется триоза — фосфоглицериновая кислота Как происходит фиксация СО2 Ответ на эти вопросы дали дополнительные исследования. [c.127]

Доказательством этого пути фиксации углекислоты в процессе фотосинтеза является, с одной стороны, наличие в фотосинтезирующих растениях всех ферментов, катализирующих реакции этого цикла, а с другой — возможность образования сахаров в искусственной среде, с ферментным препаратом, полученным из листьев, к которому добавлены некоторые кофакторы и каталитические активные вещества. При инкубации этих препаратов в присутствии СОг, АТФ, НАДФ Нг и каталитического количества рибулезодифосфата в среде накапливается сахар. [c.134]

Кроме фиксации углекислоты посредством ее присоединения к рибулезо-1,5-дифосфату, в растениях осуществляется и еще одна реакция карбоксилирования — образование четырехуглеродных соединений из фосфоглицериновой кислоты. Схематически цепь реакций, приводящих к синтезу четырехуглеродных соединений из трехуглеродных в результате присодинения СОг, можно представить следующим образом [c.134]

В процессе фотосинтеза или темповой фиксации углекислоты в листьях растеиий, ассимилирующих в атмосфере С Ог, происходит накопление радиоактивного углерода. Точно так же как и обычный углерод, входит в состав органических веществ листьев и вместе с ними передвигается в другие органы растепий. Поскольку одна из особенностей предлагаемой методики определения фотосинтеза заключается в том, что его интепсивность определяется по количеству накапливающемуся [c.32]

В растительных клетках большая часть СОг фиксируется при участии ферментов второй группы — в реакциях, которые осуществляются за счет энергии высокоэнергетических веществ, получаемых фотосинтетическим путем. Связывание СОг с помощью энергии света имеет фундаментальное значение в двух отношениях. Во-первых, эти реакции служат первичным источником углерода и энергии для всех биологических систем это тот пункт, в котором световая энергия преобразуется в химическую энергию, необходимую для поддержания процессов жизнедея тельности. Во-вторых, — и это самое интересное в связи с основ ной темой нашей книги — фермент, ответственный за фиксацию углекислоты, обнаруживает поразительно малое сродство к ней значение кажущейся Лм для СОг у него приблизительно 50 раз выше концентрации СОг в окружающем пространстве Неизбежная на первый взгляд неэффективность этого фер мента — рибулозодифосфаткарбоксилазы (РуДФ-карбоксила зы) — привела к выработке важных приспособлений, повышаю щих способность растений к извлечению СОг из бедной этим субстратом среды. Для того чтобы полностью оценить эти механизмы адаптации, мы должны сначала рассмотреть некоторые из механизмов, лежащих в основе фотосинтеза. [c.99]

Те же соображения, сформулированные несколько по-иному, подводят нас к вопросу об условиях, способствующих максимальной скорости роста, ибо ясно, что при данной длительности периода транспирации механизм С-4 позволяет улавливать намного больше СОг, чем механизм С-3 . Кроме того, концентрирование СОг в обкладке сосудистого пучка, вероятно, обеспечивает гораздо более эффективную фиксацию углекислоты в цикле Кальвина, чем у растений типа С-3, так как у последних ферменту с малым сродством к СОг приходится конкурировать за этот субстрат в условиях низкого содержания его в окружающей атмосфере. Отсюда мы должны заключить, что этот фермент редко бывает насыщен СОг. Напротив, у растений типа С-4 концентрации СОг в обкладке сосудистого пучка могут примерно вдвое превышать величину /См значит, у таких видов РуДФ-карбоксилаза, вероятно, полностью насыщена субстратом в пе-ргюды максимального фотосинтеза. Поэтому не удивительно, что к растениям типа С-4 относятся такие высокопродуктивные [c.112]

У представителей рода Os illo hloris показана фиксация углекислоты в цикле Кальвина и азотфиксация. Существенные отличия этих микроорганизмов от других зеленых нитчатых бактерий привели к выделению их в отдельное семейство. [c.193]

Гетеротрофы не могут осуществлять полное построение вещества клетки за счет СО2, однако и у них возможна фиксация углекислоты. Это, например, известная реакция Вуда — Веркмана, когда ФЕП или пируват путем карбоксилирования достраивается до С4-кислоты (оксалоацетата). Карбоксилированию могут подвергаться также С2-КИСЛ0ТЫ в форме ацетил-КоА, Сз-соединения в форме ФЕП, пирувата, пропионил-КоА, С4-соединения в форме сукци-нил-КоА, 2-оксоглутарата и соединения с большим числом атомов углерода, например, в форме фенилацетата. Ниже приведены некоторые реакции гетеротрофной фиксации СО2 с указанием катализирующих их ферментов [c.217]

Путями отвлечения энергии, не использованной на процессы размножения при развитии на средах с парафином, часто являются — усиливающийся липогенез и интенсификация биосинтеза вторичных метаболитов (Бехтерева, 1973). Кроме того, на среде с углеводородами отмечен такой эндергонический процесс, как гетеротрофная фиксация углекислоты (Уваров и др., 1970 Веселов и др., 1970 Позмогова, Миллер, 1973). [c.89]

АТФ и НАДФ-Н в совокупности представляют ассимиляционную силу, используемую хлоропластами зеленых растений для приведения в действие механизма фиксации углекислоты. При этом СОг восстанавливается до уровня углеводов или иным путем превращается в органическое вещество клетки. [c.198]

Электроны, генерируемые при окислении Fe , As , S°, переносятся в клетке по цитохромной цепи на кислород, конечный акцептор электронов (рис. 7.1). Перенос электронов сопровождается высвобождением энергии, которая аккумулируется в виде АТР. Автотрофные бактерии Г. ferrooxidans используют эту энергию для фиксации углекислоты и в других жизненно важных процессах. [c.463]

Главными донорами электронов в среде, где уже не было сбраживаемых молекул, стали органические кислоты, получаемые при анаэробном метаболизме углеводов, сероводород (H2S) и вода. Но восстанавливающая способность всех этих соединений настолько мала, что они никак не могут быть использованы для фиксации углекислоты. Полагают, что эта проблема впервые была решена предшественниками современных зеленых серных бактерий, которые совершили необходимый эволюционный прорьш , выработав механизм использования энергии солнечного света. Современные зеленые серные бактерии используют лучистую энергию для переноса атома водорода (электрона плюс протона) от молекулы сероводорода на NADP , создавая тем самым восстановительный эквивалент, необходимый для фиксации углерода (рис. 9-57). Так как электроны, отнятые от HjS, обладают гораздо более от- [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология