Фотосинтез локализация

III. ЛОКАЛИЗАЦИЯ СВЕТОВЫХ И ТЕМНОВЫХ РЕАКЦИЙ ФОТОСИНТЕЗА В ХЛОРОПЛАСТЕ И ИХ СВЯЗЬ СО СПЕЦИФИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ ХЛОРОПЛАСТА [c.76]

III. Локализация световых и темновых реакций фотосинтеза в хлоропласте [c.619]

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]

Если бы даже все градиенты активности двуокиси углерода между внешней средой и местом локализации фотосинтеза можно было устранить, то все же мы должны, по теоретическим соображениям, предвидеть, что концентрация двуокиси углерода и в этом случае оказала бы влияние на скорость фотосинтеза во-первых, вследствие диссоциации при низком парциальном давлении O.j комплекса двуокись углерода—акцептор, который, как мы предполагаем, образуется в качестве промежуточного продукта фотосинтеза (см. гл. VIII, т. I) во-вторых, вследствие зависимости скорости образования этого комплекса (карбоксилирования) от фактора [СОд]. Оба эти соотношения будут обсуждаться теоретически ниже однако до тех пор, пока не будут произведены более точные измерения, нет никакой уверенности в том, что любые наблюдаемые кривые зависимости фотосинтеза от концентрации двуокиси углерода в действительности отражают одно или оба эти существенные кинетические соотношения в большей мере, чем случайные явления диффузии. Во всех тех случаях, когда влияние концентрации СО.2 путем усиленного размешивания можно свести к нулю, следует считать, что это влияние связано с явлениями внешней диффузии однако когда этим путем достигнуть дальнейшего увеличения скорости не удается, это все еще может лишь означать, что остаточный эффект вызывается диффузией в тех частях газового пути, где внешнее размешивание не оказывает влияния. [c.326]

Исследование ультраструктуры органоидов растительной клетки (хлоропластов, митохондрий, рибосом, мембранных структур) дало возможность раскрыть суть процессов фотосинтеза и дыхания, которые определяют возможность самой жизни, иа нашей планете. Изучение строения клеточных оболочек, открытие цитоплазматических мембранных структур способствовали выяснению процессов обмена веществ и энергии в клетке, структуры и функции органоидов растительной клетки.. Большое принципиальное значение имеет электронно-микроскопическое исследование строения РНК и ДНК, локализации их на структурных компонентах клетки. Результаты этих исследований легли в основу раскрытия генетической роли ядра и проблемы наследственности. [c.15]

После удаления воды ферментативные процессы совершаться не могут, поэтому лиофильную сушку считают одним из самых удачных способов биохимической фиксации клеток и тканей. Для того, чтобы получить информацию о распределении в клетках меченых по продуктов фотосинтеза, высушенную ткань гомогенизируют в органическом растворителе и затем образовавшуюся смесь подвергают разделению с помощью дробного центрифугирования. Этот способ позволяет отделить хлоропласты от остальных частей клеток таким образом, что меченые по углероду гидрофильные продукты фотосинтеза (органические фосфаты, сахара, аминокислоты, окси- и кетокислоты) остаются в тех участках клетки, где они находились в момент замораживания. Естественно, этот метод неприменим для определения локализации гидрофобных продуктов фотосинтеза (липидов), растворимых в неводных растворителях. [c.260]

В последние годы хроматографические методы были использованы для разделения и выделения радиоактивных элементов, весьма близких по химическим свойствам [17]. Эти методы неоднократно использовались также для фракционирования меченых органических веществ. В обзорной работе Роше, Лисицкого и Михеля [44] показано, как важно использовать в различных хроматографических методах изотопы, в особенности при биохимических исследованиях. Многие авторы описали специальное биохимическое применение разных радиохроматографических методов [2, 14]. Особенное впечатление производят исследования Кальвина [13] по ассимиляции радиоактивного углекислого газа и анализ методом хроматографии на бумаге меченых первичных продуктов фотосинтеза в водорослях и других зеленых растениях. С тех пор как Финк, Дент и Финк [16] описали фотографический способ локализации радиоактивных веществ на бумажной хроматограмме, радио авто графия стала незаменимым вспомогательным средством при исследованиях механизма фотосинтеза [5, 6, 13] и других проблем биохимии. [c.66]

В клетках некоторых цианобактерий защита нитрогеназы обеспечивается разной локализацией систем фиксации N2 и оксигенного фотосинтеза. Процесс фиксации N2 локализован в гетероцисте - толстостенной дифференцированной вегетативной клетке с четко выраженными физиологическими и биохимическими особенностями. Ферменты, отвечающие за фиксацию молекулярного азота в гетероцистах, защищены толстой клеточной стенкой от атмосферного кислорода и кислорода, выделяемого в процессе оксигенного фотосинтеза. [c.421]

Основные пути транспорта электронов в ходе первичных процессов фотосинтеза показаны на рис. 12.14. Это известная Z- xeлia-результат исследований, в которых использовались методы импульсной спектро-фотометрии, а также искусственные доноры и акцепторы электронов и специфические ингибиторы. Она дает представление об окислительновосстановительных потенциалах пигментов и переносчиков электронов и о последовательнос1 и их окисления и восстановления, но ничего не говорит о локализации этих компонентов в мембране. [c.388]

Для выделения хлоропластов используются различные водные и неводные среды. При необходимости исследовать компоненты углеводных циклов, локализацию минеральных элементов и ряда белков обычно используются такие неводные растворители, как петролейный эфир или смесь гек-сана с четыреххлористым углеродом и др. Однако полученные таким образом хлоропласты не могут осуществлять некоторых важнейших светоиндуцируемых процессов фотосинтеза. К их числу относятся транспорт электронов по редокс-цепям хлоропластов и сопряженный с ним перенос ионов, а также реакции синтеза и гидролиза АТФ. Это происходит в результате экстракции неводными растворителями гидрофобных компонентов фотосинтетических мембран, [c.166]

Осуществление всего процесса фотосинтеза при локализации отдельных его реакций в хлоропластах разных клеток возможно [c.264]

Осуществление процесса фотосинтеза связано с обязательным участием специфических протоплазменных структур. Роль последних состоит в обеспечении пространственной локализации отдельных этапов процесса, разобщении образующихся в ходе процесса восстановленных продуктов и свободного кислорода, устранении возможности их реагирования. Этим и определяется [c.119]

Фермент карбоксидисмутаза (рибулозодифосфаткарбоксилаза) (см. стр. 276), который участвует в темновых реакциях фиксации СОг при фотосинтезе, катализирует образование двух молекул фосфоглицериновой кислоты, из которых мечена только одна. Последующие реакции приводят к появлению метки в а-карбоксильной группе яблочной кислоты, тогда как р-карбоксильная группа получает метку во время второго карбоксилирования. Таким образом, несимметричная локализация метки в яблочной кислоте происходит в процессе ее синтеза. [c.201]

Пигменты в живой клетке, конечно, более иди менее тесно связаны в структуры, заключающие в себе белки, липоиды и каротиноиды (см. главу XIV). Франк и Херцфельд [81] считали, что комплекс двуокись углерода — акцептор (СОд и его промежуточные продукты восстановления, H Og и прочие, также связываются с хлорофиллом (фиг. 20). Однако экстракция акцептора двуокиси углерода из клеток водой и возможная его локализация вне хлоропластов (см. главу VIII) делают невозможной устойчивую связь этого компонента с хлорофиллом. С другой стороны, хлорофилл может ассоциироваться с промежуточными катализаторами X или Y, которые сперва подвергаются фотохимическому гидрированию в фотосинтезе, а затем вызывают восстановление комплекса СОд в темновых реакциях. Окислители-заменители (Од, HNOg) также едва ли непосредственно связываются с хлорофиллом, но могут заменять двуокись углерода или комплекс СОд при кинетических взаимодействиях с восстановленным промежуточным продуктом НХ. [c.552]

Внутриклеточная локализация ферментов фотосинтеза у САМ-растений изучена еще, недостаточно. А ведь именно лока- [c.505]

Для того чтобы исследовать метаболизм углерода, транспорт метаболитов в хлоропластах и компартментацию ферментов в клетке (чему посвящена большая часть этой книги), необходимо прежде всего получить изолированные хлоропласты, которые при этом должны быть интактными, в достаточной степени очищенными от других субклеточных структур и биохимически активными. В некоторых случаях требуется очеиь высокая степень очистки хлоропластов (иапример, для установления локализации тех ферментов, которые присутствуют только в очень небольших количествах), поэтому может оказаться, что гораздо вал<иее освободиться от каких бы то ни было примесей н загрязнений, чем получить хлоропласты, способные осуществлять фотосинтез с очень высокой скоростью. При других обстоятельствах можно поступиться степенью очистки ради сохранения максимального уровня активности, ио наличие примеси цитоплазматических ферментов в препарате может очень усложнить интерпретацию полученных результатов (гл. 8). К тому же важно ие забывать два обстоятельства, которые часто упускают из виду, несмотря на то что это само собой разумеется. Во-первых, абсолютно невозможно получить хорошие хлоропласты из плохого исходного материала (см. разд. А.З). Во-вторых, хорошие хлоропласты будут работать хорошо только тогда, когда с ними будут правильно обращаться. Если оглянуться назад, то станет совершенно ясно, что после того, как в начале 60-х годов в практику были снова введены приемы Хилла, использовавшего в качестве осмотически активного вещества сахара, в плане улучшения методики выделения хлоропластов было сделано очеиь мало, если, конечно, ие считать предварительного получения протопластов (см. разд. А.5). Все последующие улучшения методики, способствующие получению более активных хлоропластов, касались главным образом методики определения активности, и в частности были связаны с введением в среду неорганического пирофосфата (разд. 8.14). [c.543]

Гаффрон [14], наоборот, считает, что бесчисленные эксперименты не дают убедительных данных, доказывающих такую стимуляцию. В связи с этим следует отметить, что, по данным Эмерсон (6), добавочное дыхание hlorella, вызываемое питанием глюкозой, чувствительнее к цианиду, чем обычное. Может быть, это указывает на то, что механизм глюкозного дыхания у hlorella несколько от.жичен от нормального либо в связи с локализацией, например во внешних слоях цитоплазмы, либо по своему каталитическому механизму. В том и другом случаях отношение добавочного дыхания к фотосинтезу может отличаться от отношения нормального дыхания к фотосинтезу. [c.571]

Бактериородопсиновый фотосинтез макроэргов у га-лофильных бактерий принципиально отличается от фотосинтеза у других растительных и микробных организмов по месту локализации аппарата и его устройству (плазматические мембраны вместо мембран хлоропластов), природе светопоглои ающих хромофоров (бактериородопсин вместо хлорофилла), первичной фотохимической реакции (изомеризация ретиналя вместо окислительновосстановительных превращений пигмента), темновой утилизации световой энергии (транспорт протона вместо транспорта электронов) и эффективности трансформации световой энергии в химическую. [c.119]

Необходимо заметить, что легкий выход АТФ и возможность переноса (Н) через оболочку хлоропластов с образованием восстановленных лиридиннуклеотидов цитоплазме, где с помощью этих соединений может происходить превращение фосфорилированных продуктов, делает более сложным определение понятия продукт фотосинтеза . В первую очередь это касается локализации реакций. По-видимому, продуктами фотосинтеза должны считаться не только те соединения, которые синтезируются в хлоропластах, но и те, что образуются вне их с помощью АТФ и НАДФНг, являющихся продуктами фотосинтетического фосфорилирования. [c.267]

Фотосинтетическая единица является физиологической функциональной единицей, экспериментально определенной в ряде опытов на интактных растениях. Существует ли морфологический эквивалент фотосинтетической единицы Томас, Блааув и Дейзенс [35] попытались ответить на этот вопрос, выделяя ламеллы хлоропластов шпината и определяя величину наименьшей частицы, способной осуществлять реакцию Хилла. Они показали, что фрагменты ламелл, имеющие всего 100 А в диаметре, еще способны осуществлять эту реакцию. Однако фракция этих фрагментов ламелл была недостаточно чистой. Опыты, доказывавшие локализацию световых реакций фотосинтеза и фотосинтетических пигмептов в ламеллах хлоропластов, позволили предположить, что морфологический эквивалент фотосинтетической единицы должен содержаться в ламеллярной структуре хлоропласта. [c.79]

Исс.ледуемые соединения содержат атомы С , испускающие р-частицы. Если лист незасвечен-ной рентгеновской пленки наложить в темноте на высушенную бумагу, то на рентгеновскую пленку попадают р-частицы из тех участков хроматограммы, в которых локализуются радиоактивные соединения. После экспозиции соответствующей продолжительности рентгеновскую пленку проявляют темные пятна на пленке указывают на локализацию радиоактивных веществ на хроматограмме. Такой радиоавтограф, полученный для одноклеточных водорослей, у которых фотосинтез в атмосфере С Оз происходил в течение нескольких секунд, приведен на фото 52. [c.539]

Целенаправленное проннкновенне во внутренние молекулярные механизмы фотобиологических реакций открывает перспективы сознательного управления ходом многих важных световых процессов, таких как фотосинтез или фитохром-зависнмый морфогенез. С другой стороны, открывается возможность избирательного повреждения жиз-иенио важных молекулярных структур с целью выяснения нх биологической роли, локализации и взаимоотношения с другими структур-ио-функциональнымн компонентами клетки. Наконец, немаловажен н бионический аспект вопроса. Наиболее ценные находки живой природы, несомненно, окажутся полезными для техники и производства (промышленный синтез продуктов питания, светотехника, телевидение, искусственные органы зрения и т. д.). [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология