Фотосинтез темновые стадии

Этот процесс происходит за счет энергии солнечного света, поглощаемого содержащимся в растениях зеленым пигментом — хлорофиллом. Фотосинтез имеет первостепенное значение для поддержания жизни на земле, так как только в результате этого процесса происходит пополнение запасов атмосферного кислорода и продуктов питания. Процесс очень сло кен и состоит из совокупности фотохимических и темновых стадий, многие из которых до сих пор остаются неясными. [c.242]

После завершения этих реакций наступает темновая стадия процесса фотосинтеза, сущность которой состоит в передаче водорода молекулой восстановленного хлорофилла молекуле СО2 с образованием органических соединений типа углеводов. Этот процесс совершается под действием соответствующих ферментов по схеме [c.178]

Фотосинтез состоит из двух основных стадий. Первая из них, называемая световой стадией, связана с поглощением фотонов. Этот процесс осуществляется с огромной скоростью, возможно, за время 10 ... 10 с. Затем следует ряд химических превращений, которые в совокупности образуют темновую стадию. Этот процесс осуществляется в отсутствие света. Темновые реакции лимитируют весь процесс в целом. [c.162]

Различают световую и темновую стадию фотосинтеза. Световая стадия включает фотофизические процессы и фотохимические реакции с участием хлорофилла. Фотосинтез начинается с первой пусковой стадии, когда молекулы хлорофилла поглощают квант света. При этом они возбуждаются до синглетного состояния (5) с временем жизни 10 с, которое подвергается конверсии в относительно стабильное бирадикальное (триплетное) состояние Т) с временем жизни порядка долей секунды [c.284]

Рис. 40. Темновая стадия фотосинтеза (схематическое изображение)

Таким образом, в ходе темновой стадии фотосинтеза используется энергия, запасенная на световой стадии, и образуются различные органические соединения. [c.94]

Отсюда, в частности, следует, что видимый свет способен вызывать фотохимические превращения только в окрашенных веществах, т. е. веществах, поглощающих свет в видимой части спектра. Так, важнейшие для жизни на Земле процессы фотосинтеза начинаются с поглощения солнечного света зеленым красителем хлорофиллом, содержащимся в растениях (если вещество окрашено в зеленый цвет, это значит, что оно поглощает дополнительный к нему красный свет). Далее развивается весьма сложный процесс, включающий как фотохимические, так и темновые стадии. За счет энергии солнечного света идут чрезвычайно невыгодные термодинамически реакции синтеза сложных органических веществ из диоксида углерода и воды, например синтез глюкозы [c.161]

Темновая стадия фотосинтеза протекает [c.560]

Обширные исследования над действием света различного спектрального состава на фотосинтез и дыхание зеленых, сине-зеленых и красных водорослей были проведены Даниловым [68, 69]. Он пришел к недостоверному выводу, что выход фотосинтеза зависит не только от цвета (для монохроматического света), но также от комбинации цветов (для немонохроматического света). Он обсуждал эти явления, применяя такие неопределенные понятия, как стимулирование и ингибирование различных протоплазматических функций светом различной длины волны. Так, например, желтым и зеленым лучам он приписывал действие, повышающее чувствительность клетки к красному свету и делающее ее чувствительной к инфракрасному излучению сине-фиолетовый свет, по его мнению, способствует использованию инфракрасного излучения (повидимому, для активирования темновых стадий фотосинтеза) сине-зеленые лучи противодействуют стимулирующему влиянию желтого света, усиливают стимулирующее действие синих лучей и вообще создают в клетках регулятор использования световой энергии , а также определяют реакцию фотосинтеза на [c.608]

Одно из простейших уравнений кинетики фотосинтеза для случая единственной световой реакции и одной лимитирующей темновой стадии имеет следующий вид [c.583]

При достаточно большой интенсивности света скорость фотосинтеза достигает максимального значения, определяемого одной или более темновыми стадиями в цепи реакций. К тому же становится заметным повреждающее действие света, так называемое фотоингибирование, которое специфически инактивирует вторую фотосистему. В этом отношении особенно вредный эффект оказывает ультрафиолетовый свет. Длительная экспозиция на ярком свету, особенно при низкой температуре и в отсутствие СОг, ведет к дальнейшему повреждению, обусловленному фотоокислением, при котором разрушается клеточный материал и сама пигментная [c.585]

Измеряя скорость фотосинтеза в различных условиях, Ф. Блэкман в 1905 г. пришел к выводу о том, что фотосинтез не является одной фотохимической реакцией, а включает в себя по крайней мере еще и одну темно-вую реакцию (для которой свет не нужен). По мере увеличения силы света скорость фотосинтеза, измеряемая, например, по количеству образующегося в одну минуту кислорода, не увеличивается бесконечно, но достигает состояния насыщения, при котором дальнейшее увеличение силы света действия уже не оказывает. Это позволяет предположить наличие двухстадийного процесса, в котором только одна стадия ускоряется светом. На следующем примере можно показать, какие основания существуют для такого вывода. Если нужно перевезти миллионы людей через океан в два приема — вначале поездом до гавани и затем пароходом до места назначения, — то увеличение числа и скорости поездов будет способствовать ускорению переброски только до тех пор, пока все имеющиеся пароходы не окажутся заполненными до отказа. После этого дальнейшее ускорение железнодорожных перевозок просто наводнит гавань людьми. В то же время увеличение числа пароходов будет бесполезным, если поезда будут привозить меньше людей, чем их может поместиться на пароходах. В процессе фотосинтеза имеется стадия или стадии, которые ускоряются на свету (эти стадии в нашем примере соответствуют переезду на поезде), и другая стадия или стадии, независимые от действия света (путешествие на пароходе). Скорость последних зависит от того, сколько молекул фермента (в нашем примере — пароходов) имеется в растительной клетке. Бесполезно ускорять световую реакцию после того, как способность темновой реакции перерабатывать продукты световой реакции исчерпана. [c.42]

КОЙ света, скажем в течение 0,0001 секунды, выделение кислорода в темноте продолжается примерно 0,02 секунды другими словами, темновой интервал в 0,02 секунды необходим для получения максимального выхода кислорода на одну вспышку. В этом опыте непосредственно измеряется время, необходимое для завершения наиболее медленной темновой реакции фотосинтеза. Оно соответствует времени, которое необходимо нашим пароходам для переезда через океан и возвращения в гавань. Было обнаружено также, что имеется предел — некий максимальный выход фотосинтеза, который может дать одна вспышка максимальный эффект — это примерно одна молекула кислорода на 2000 молекул имеющегося в клетке хлорофилла. Такой результат невольно вызывает удивление. Можно было бы ожидать, что за время Короткой вспышки каждая молекула хлорофилла будет иметь возможность выполнить свое дело один раз и даст одну молекулу промежуточного продукта. Максимальный выход должен бы, таким образом, быть равен одной молекуле кислорода на одну или несколько молекул хлорофилла. Джеймс Франк из Чикагского университета предложил объяснение этого парадокса, допустив, что максимальный выход фотосинтеза на вспышку зависит не от числа молекул хлорофилла, а от числа молекул фермента, участвующего во второй стадии (так сказать, от числа кают на пароходах, а не от числа купе в поездах). Это означает, что при вспышке может образоваться столько молекул промежуточного продукта, сколько имеется молекул хлорофилла, но лишь сравнительно небольшое число их может пройти последующую темновую стадию и образовать кислород. [c.43]

Итак, мы теперь знаем, что фотосинтез складывается из световой и темновой стадий. Во время световой стадии образуются нестойкие промежуточные продукты во время темновой стадии эти промежуточные продукты стабилизируются путем превращения в конечные продукты — кислород и углевод. Скорость фотосинтеза ограничивается узким местом — темновой реакцией, во время которой перерабатывается только одна или максимум несколько молекул промежуточных продуктов на 2000 молекул хлорофилла за каждые 0,02 секунды. [c.44]

Правильно ли утверждение, что темновая стадия фотосинтеза происходит в темноте [c.199]

Темновая стадия фотосинтеза, суммарное уравнение. Последовательность реакций до образования 3-фосфоглицеринового альдегида. [c.205]

Исходя из ничтожно малой длительности световой стадии, легко признать, что общая продолжительность акта фотосинтеза (световая + темновая стадии) по существу нацело определяется длительностью темновых процессов. В этом и заключаются причины того, что в условиях, благоприятствующих протеканию световых реакций (высокое содержание хлорофилла, достаточная инсоляция), общая скорость процесса фотосинтеза лимитируется именно темновыми реакциями. Всем этим обосновываются представления о фотосинтезе, как системе закономерно сочетающихся друг с другом световых и темновых реакций. [c.143]

Превращения этих радикалов и составляют содержание всех дальнейших этапов фотосинтеза — темновой, биохимической стадии этого процесса. Превращения радикала УОН связаны с его вос- [c.164]

Темповая стадия фотосинтеза, исследуемая, главным образом школой Кэлвина 379, 380, 381], представляет собой циклический процесс ( цикл Кэлвина ), в котором происходит ассимиляция СОг, присоединяющейся к акцептору, а затем, через ряд стадий — регенерация акцептора. На темновой стадии, поскольку она состоит преимущественно из превращений фосфатов сахаров, следует остановиться несколько подробнее. [c.119]

Таким образом, миграция энергии обеспечивает эффективный сбор квантов света и транспорт поглощенной энергии к молекулам хлорофилла, которые непосредственно связаны с аппаратом, осуществляющим темновые стадии фотосинтеза. Иными словами, обнаруживается четкое разделение функций между молекулами хлорофилла, причем наряду со сборщиками энергии — простыми физическими сенсибилизаторами — формируется не- [c.60]

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ ТЕМНОВАЯ СТАДИЯ ФОТОСИНТЕЗА (МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕРОДА) [c.93]

Энергия, запасенная в метаболитах темновой стадии фотосинтеза, может быть использована для работы АТФ-зависимых электрогенных насосов не только в зеленых клетках, но и, по-видимому, благодаря дальнему транспорту ассимилятов в клетках нефотосинтезирующих тканей. Трансформация энергии ассимилятов в универсальную конвертируемую форму, т.е. в АТФ, осуществляется при этом, очевидно, благодаря подключению клеточного дыхания. Показано, в частности, что освещение в течение 3 ч листьев выращенных в темноте проростков ячменя приводит к росту содержания АТФ в корнях от [c.22]

В процессе фотосинтеза водоросли и цианобактерии выделяют кислород. В темновой стадии фотосинтеза в процессе дыхания они потребляют кислород. Рост растений происходит при положительном балансе фотосинтез - дыхание. Поскольку активность фотосинтеза, а следовательно и интенсивность образования кислорода меняется в зависимости от уровня освещенности, а активность дыхания и интенсивность потребления кислорода не изменяются в зависимости от прозрачности и глубины воды, то существует предельная глубина водоема, на которой еще возможен рост растений. Эта глубина называется уровнем компенсации. Он изменяется в зависимости от времени суток, прозрачности воды и времени года. В океанах в зависимости от широты уровень компенсации располагается на глубине 50-100 м. В пресных водоемах, особенно эвтрофных, уровень компенсации меньше. [c.80]

Световая стадия фотосинтеза менее длительна, чем темновая, поэтому водоросли могут существовать и на глубине ниже уровня компенсации. Поднимаясь на поверхность, они получают необходимую дозу световой энергии, а при их опускании на глубину протекает темновая стадия фотосинтеза. [c.80]

Процесс фотосинтеза сводится к двум фазам одна связана с поглощением световой энергии хлорофиллами айв и может протекать только на свету (световая стадия), другая обусловливает восстановление СОг, т. е. синтез углеводов, и происходит без непосредственного участия света (темновая стадия). [c.59]

История изучения фотосинтеза начинается с 1881 г., когда Ю.Л. Мейер доказал, что фотосинтез протекает в структурах листьев растений - хлоро-пластах. В 20-х годах XX в. К.А. Тимирязев исследовал роль специальных структур - пигментов, называемых хлорофиллами, в поглощении солнечного света (особенно красного и синего) и использовании световой энергии в фотосинтезе. В 1937 г. Р. Хилл открыл фотолиз воды, или фотохимическое окисление воды и образование кислорода, а в 50-х годах М. Калвин с сотрудниками изучили так называемую темновую стадию, во время которой образуются органические вещества. Фотосинтез протекает в хлоропла-стах, которые содержат все необходимое для синтеза органических соединений фоточувствительные пигменты, переносчики электронов, ферменты, коферменты, различные органические соединения, используемые в ходе биосинтеза на темновой стадии. Световая стадия фотосинтеза показана на рис. 39 и может быть описана суммарным уравнением [c.92]

Темновая стадия фотосинтеза. Внутри хлоропластов протекают многие ферментативные реакции, использующие энергию АТФ и НАДФН, в результате которых синтезируются углеводы, аминокислоты, белки, жирные кислоты, липиды, азотистые основания пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и тетрапиррольная группировка самого хлорофилла. Поглощаемый на этой стадии СО2 включается в самые различные реакции организма. Схема темновой стадии приведена на рис. 40. [c.94]

При этом не следует думать, >1то первичный электрон движется свободно, как по проводнику. Он химически связан и движется от соединения к соединению по очень сложной электронно-транспортной цепи . Очень существенным фактом является то, что молекулы хлорофилла, начиная пусковую (первую) стадию фотосинтеза, взаимодействуют с окружающей средой (электромагнитное поле и скопление различных активаторов и реагентов) не в одиночку, а сгруппировавшись в фотосистемы I и II. Ориентировочно установлено, что фотосистема I, состоящая из 60—80 молекул хлорофилла (а), 15 молекул Р-каротина, одной молекулы цитохрома / и двух молекул цитохрома 6) 15 молекул пластохинона и ферментно-белкового окружения, является только фотосборщгасом, т. е. она поглощает кванты света, запасает энергию солнца и передает ее затем в реакционный центр (РЦ1) первой фотосистемы. В этом РЦ1 находятся 2—3 десятка молекул М Хл (а) в форме Р700 (700 нм — положение первой полосы поглощения А,, этого типа ассоциатов хлорофилла) в белково-липидном окружении. Принято считать, что фотосистема I собирает кванты света в более длинноволновой части спектра (до 700 нм), а РЦ) получает энергию фотосистемы I и осуществляет темновую стадию фотосинтеза [c.737]

Будущие исследования дадут точный ответ на вопрос о механизме световой стадии фотосинтеза, сопровождающейся выделением О2 из воды и включением электрона воды во второй темновой процесс фотосинтеза. Несомненно одно, что хлорофиллу в этом процессе принадлежит главная роль. На темновой стадии фотосинтеза проходят более сотни ферментативных химических реакций, каждая из которых вызывается собственным ферментом. На темновой стадии фотосинтеза важнейшую роль играют, кроме ферментов, такие биомолекулы, как НАДФ, АТФ, рибулозо-1,5-дифосфат и др. Химически неактивный (как говорят биохимики, холодный ) электрон воды превращается в химически активный ( горячий ) электрон восстановленной формы НАДФ [c.741]

В зеленых растениях все световые стадии фотосинтеза и часть темновых стадий протекают в специальных органеллах — хлоропластах (рис. 102). Хлоропласты имеют близко примыкающие друг к другу внешнюю и внутреннюю мембраны, причем внутренняя мемб1)ана является гладкой, т.е. не содержит каких-либо впячиваний, аналогичных кристам митохондрий. Внутреннее содержимое хлоропласта состоит из строми, в которой происходят некоторые темновые стадии фотосинтеза, в том числе фиксация СО2, и специальных структур — тилако- [c.362]

Следовательно, НАДФН и АТФ, образующиеся в ходе световых реакций, являются метаболически используемыми восстанавливающими и энергетическими агентами в процессе фотосинтеза глюкозы из диоксида углерода в темновой стадии. [c.210]

Как видно из рис. 16.3, электроны движутся к внешней стороне мембраны, а протоны концентрируются на внутренней поверхности тилакоидов, т. е. направление протонного градиента противоположно направлению его в митохондриях. Таким образом, тилакоиды представляют собой как бы вывернутые наизнанку митохондрии, поэтому АТФ образуется с их наружной стороны и беспрегтятственно поступает в строму для участия в темновых стадиях фотосинтеза. [c.215]

Регуляция темновой стадии фотосинтеза. Регуляторным ферментом превращения Oj в углеводы является первый фермент цикла Кальвина — ри-булозо-1,5-дифосфаткарбоксилаза. При регуляции по аллостерическому механизму ингибитором фермента является один из центральных метаболитов цикла Кальвина — фруктозо-1,6-дифосфат, а активатором — фруктозо-6-фос-фат. В свою очередь, оба эффекта связаны с активацией цикла Кальвина при действии квантов света по схеме [c.218]

Промежуточные продукты фотосинтеза зеленых растений и водорослей, в которых запасена энергия, — это НАДФН и АТФ. Их совокупность называется ассимиляционным фактором. Восстановление СО2 осуществляется в темновых стадиях фотосинтеза с участием этих соединений. [c.7]

Не останавливаясь подробно на световой фазе фотосинтеза [64], исследованной, главным образом, Кэлвиным и др., следует упомянуть, что важнейшими процессами здесь являются поглощение хлорофиллом квантов света и использование их энергии для синтеза богатых энергий пирофосфатных связей (АТФ, НАДФ-Н2) поглощаемая энергия света используется при разложении воды, кислород которой выделяется в виде О 2 как конечный продукт фотосинтеза, а водород используется для восстановления при участии АТФ и НАДФ-Н фосфоглицериновой кислоты на второй, темновой стадии фотосинтеза. [c.204]

Темновая стадия фотосинтеза, исследуемая, главным образом, школой Кэлвина [64], представляет собой циклический процесс ( цикл Кэлвина ), в котором происходит асиммиляция СО2, присоединяющейся к акцептору, а затем, через ряд стадий, регенерация акцептора. [c.204]

Это наблюдалось в опытах Эмерсона и Арнольда до тех пор, пока длительность световой вспышки не достигла 10 сек. Величину 10 сек (0,00001 сек) и принимают в настоящее время за длительность фотохимической стадии фотосинтеза. Варьируя длительность темновых промежутков при вышеуказанной длительности световой вспышки, эти авторы показали, что темновая стадия фотосинтеза является гораздо более продолжительной, чем световая. Помимо того, темновая стадия, как процесс чисто химический, зависит от температуры, чем она также отличается от световой — фотохимической стадии. С повышением температуры скорость темновых процессов, естественно, увеличивается, а следовательно, длительность стадии уменьшается (от 0,4 сек при 1°С до 0,04 сек А А Рихтер (1871-1947) при25°С). [c.142]

У всех фотосинтезирующих организмов фотохимические процессы световой стадии фотосинтеза происходят в особых энергопреобразующих мембранах, называемых тилакоидными, и организованы в электронотранспортную цепь. Темповые реакции фотосинтеза осуществляются вне тилакоидных мембран (у прокариот — в цитоплазме, у растений — в стро-ме, т. е. водной среде, окружающей внутреннюю мембрану хлоропластов). Таким образом, световая и темновая стадии фотосинтеза разделены в пространстве и во времени. [c.420]

При уплотнении и переувлажнении почвы воздух вытесняется из почвенной среды и возникают аноксичные условия. Большинство растений не способно транспортировать кислород и углекислый газ между своими органами, поэтому в условиях аноксии они не могут нормально развиваться, поскольку корни, так же как и надземные части растений в темновой стадии фотосинтеза, должны поглощать кислород. Следовательно, необходима аэрация почвенной среды. Обильная корневая система способствует разрыхлению почвы и облегчает газообмен между различными горизонтами почвенного покрова. [c.148]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология