Хлоропласт

Рис. 46. Схема строения макромолекулы хлоропласта

Вспомним теперь материал гл. 11, где говорилось, что в цикле Кальвина для превращения СОг в сахар необходимы как NADPH, так и АТР. Насколько нам известно, стехиометрия реакции определяется урав-лением (11-16). Помимо двух молекул NADPH, требуемых для восстановления одной молекулы СОг, нужны еще три молекулы АТР. Уместно спросить, откуда же они берутся. Z-схема дает на это простой ответ. Падение потенциала в цепи переноса электронов, соединяющей верхний конец фотосистемы II с нижним концом фотосистемы I, вполне достаточно для синтеза АТР в результате переноса электронов. По всей вероятности, на каждую пару электронов, проходящих по этой цепи переносчиков, синтезируется только одна молекула АТР. Поскольку, согласно стехиометрии уравнения (11-16), на каждую молекулу NADPH приходится Р/г молекулы АТР, должен существовать еще ка-кой-то механизм синтеза АТР. Кроме того, в хлоропластах, несомненно, протекает и множество других АТР-зависимых процессов, так что реальные потребности в АТР, генерируемом в ходе фотосинтеза, могут быть значительно выше. [c.39]

У зеленых растений трансформация энергии происходит на мембранах тилакоидов хлоропластов, а у фотосинтезирующих бактерий— на мембранах хроматофоров. Увеличение ионной проводимости мембран приводит к рассеиванию энергии в виде теплоты, а разрушение мембран — к полной потере способности к аккумуляции энергии. [c.160]

Облучение хлоропластов вызывает легко измеряемую флуоресценцию хлорофилла а, в то время как хлорофилл Ь и другие формы хлорофилла, а также каротиноиды и прочие пигменты совершенно не флуоресцируют. Отсюда следует, что все они служат вспомогательными пиг- [c.43]

Действие микроорганизмов достигает также гигантского размаха и в земной коре при процессах образования многих неорганических рудных месторождений. В хлоропластах зеленых растений при помощи квант света в результате фотосинтетического усвоения СОг образуются не только углеводы, но и белки и различные другие вещества. Правда, наиболее характерным продуктом фотосинтеза все же являются триозы или триозофосфаты, из которых потом образуются полисахариды, белки и жиры. Высшую фюрму фотосинтеза, имеющую наибольшее значение на земле, представляет процесс [c.341]

Хлорофилл. Зеленое красящее вещество растении, хлорофилл, находится в хлоропластах вместе с желтыми красителя.ми, каротином С40Н56, ксантофиллом СюНобОг и энокснксантофиллом, относящимися к груиие распространенных в растительном мире так называемых липохромов (ср. стр. 855). [c.979]

Мембранные системы в хлоропласте состоят из ряда уплощенных мешков, которые наслаиваются друг на друга в виде стопок, образуя так называемую грану (рис. 8.8). Электроны могут направленно переноситься с одной стороны мембраны на другую так, что кислород выделяется внутри, а процесс восстановления происходит снаружи. Число молекул хлорофилла в каждом хлоропласте прямо зависит от величины поверхности мембран и составляет приблизительно 10 хлорофилльных молекул на хлоропласт. По-видимому, молекулы пигментов (преимущественно хлорофилла) должны распределяться в виде монослоев по поверхности мембран, создавая максимальную площадь поверхности пигмента для поглощения света и переноса энергии к особым участкам мембраны. Эксперименты с импульсным освещением показали, что скорость выделения кислорода у растений возрастает с ростом интенсивности света до определенного предела, соответствующего возбуждению одной из каждых 300 молекул пигмента. Однако этот результат не означает, что другие пигментные молекулы всегда неактивны, потому что квантовые выходы, измеренные при низких [c.232]

В среднем только 0,1% молекул хлорофилла, содержащихся в хлоропласте, участвуют в фотохимическом процессе, хотя все молекулы хлорофилла воспринимают при этом световую энергию. Отсюда видно, что одни молекулы хлорофилла передают энергию другим, [c.137]

В последнее время высказаны интересные мысли о том, что клеточные ядра, органеллы, жгутики на поверхности клеток существовали ранее как самостоятельные живые существа и лишь впоследствии внедрились в крупные клетки как паразитические образования, а затем уже приспособились к такому образу жизни и стали постоянными, передаваемыми по наследству составными частями клеток так хлоропласты были ранее сине-зелеными бактериями. [c.377]

Как и другие органеллы, генерирующие энергию (митохондрии), хлоропласты содержат сложно организованную систему внутренних мембран. В бесцветной строме находятся стопки уплощенных дисков, именуемые гранами. Сами диски (тилакоиды) в свою очередь состоят из пары близко расположенных мембран толщиной 9 нм, разделенных [c.44]

Примером наиболее сложного и тонкого механизма фотосенсибилизации является фотосинтез, в результате которого из простых молекул СОг и НгО получаются сложные органические соединения. Роль сенсибилизатора в этих процессах играет хлорофил, но не в простом молекулярном виде, а в виде сложных надмолекулярных, биологических структур — хлоропластов. [c.304]

В химическом отношении фотосинтезирующие единицы были охарактеризованы исходя из числа разного рода молекул, находящихся в мембране хлоропласта и приходящихся на пару атомов марганца (табл. 13-2). Каждая такая единица предположительно содержит один реакционный центр фотосистемы I и один реакционный центр фотосистемы II. [c.46]

Эта схема первых стадий реакции приведена на рис. 187. Молекула хлорофилла а, получив энергию от окружающих молекул пигментов, взаимодействует с О и А, находящихся в тесном соприкосновении с нею в мембране хлоропласта. При отдаче энергии хлорофиллом идет перенос электронов [c.344]

Размеры двуспиральных ДНК характеризуют числом пар нуклеотидов (п. н.), приходящихся на одну макромолекулу. Для клеточных и вирусных ДНК они варьируют в очень широких пределах. Так, например, наиболее изученные бактериальные плазмиды и ДНК многих вирусов и бактериофагов содержат несколько тысяч пар нуклеотидов (т. п.н.), ДНК половых факторов бактерий, митохондрий и хлоропластов — несколько десятков или сотен т. п. н. Размеры хромосом бактерий — несколько миллионов п. и., дрожжей — порядка 10 п. н. Суммарная длина хромосомных ДНК человека составляет около 3-10 п. н. [c.15]

ДНК-полимераза у, по-видимому, состоит из нескольких идентичных субъединиц с молекулярной массой около 50 кД. Это митохондриальный фермент, который осуществляет синтез ДНК митохондрий. Сходный фермент обнаружен в хлоропластах растений. [c.51]

Нередко электронное возбуждение одного хромофора вызывает флуоресценцию другого хромофора, расположенного поблизости. Так, например, возбуждение молекул красителя, образующих монослой, приводит к флуоресценции слоя другого красителя, находящегося от первого на расстоянии 5 нм. Возбуждение остатков тирозина в белках может вызвать флуоресценцию триптофана, а возбуждение триптофана— флуоресценцию красителя, связанного с поверхностью молекулы белка, или флуоресценцию связанного кофермента [57]. Такого рода резонансный перенос энергии характерен для тех случаев, когда спектр флуоресценции одной молекулы перекрывается со спектром поглощения другой. При этом реального испускания и поглощения света не происходит, а имеет место безызлучательный перенос энергии. Резонансный перенос энергии имеет большое биологическое значение для фотосинтеза. Поскольку молекула с е = 3-10 при воздействии прямого солнечного света поглощает около 12 квантов света в секунду, моно-молекулярный слой хлорофилла будет поглощать всего 1 % общего числа квантов, падающих на поверхность листа [63]. По этой причине молекулы хлорофилла располагаются в виде многочисленных тонких слоев внутри хлоропластов. Однако непосредственно в реакционных центрах, где идут фотохимические процессы, находится лишь небольшое число специализированных молекул хлорофилла. Остальные молекулы поглощают свет и передают энергию в реакционный центр небольшими порциями. [c.31]

Ксантофилл листьев С оНвбОг, второе желтое красящее вещество хлоропластов зеленых листьев, является диоксипроизводным оптически деятельного а-каротина. Обе его гидроксильные группы находятся в углеродных кольцах, в том же положении, что и в изомерном зеаксантине. [c.859]

В ТОМ, ЧТО ЭТОТ процесс обеспечивает наш мир кислородом и энергией та часть ее, которая превышает расход энергии на фотолиз воды (то есть на выделение кислорода), аккумулируется в результате ряда реакций, начинающихся с восстановления СО2, в виде энергии связей С — Н, С — С, С —О и др. Таким аппаратом в растениях служит хлоропласт, построенный из квантосом — макромолекул, размером 100X200 А, молекулярная масса которых достигает почти 1 000 000 (рис. 46). Интересно, что квантосомы, извлеченные из хлоропласта, не полностью лишены фотохимической активности — они выделяют кислород из воды, но не производят фотосинтеза. [c.137]

Помимо хлорофилла, который является основным видом фотосинтетических пигментов, в зелепо.м листе (в так называемых хлорипластах, представляющих собой сложные специализированные биологические структуры) содержатся и другие пигменты — каротинонды и фикобелины, которые обычно называют вспомогательными, Эти пигменты, по современным представлениям, принимают известное участие в фотосинтезе, а также защищают хлорофилл от фотоокисления. Помимо пигментов, основными компонентами хлоропластов, в которых, собственно, и осуществляется весь процесс фотосинтеза, являются липоидные вещества и белки, которые содержат большое число ферментов, необходимых для осуществления последующих стадий фотосинтеза, не связанных с воздействием солнечной радиации. [c.177]

Цитоплазма эвглены содержит ядро и многочисленные (более двадцати) зеленые овальные хлоропласты, придающие ей зеленый цвет. В хлоропластах содержится хлорофилл, с помощью которого этот организм фотосинтезирует клеточное вещество, как растения. Но хлорофилл исчезает, когда эвглена попадает в темноту. В новых условиях она усваивает растворенные органические вещества. Следовательно, этот организм на свету проявляет шризнаки растения, а в темноте — животного, Продукты обмена и избыточная влага выводятся из организма через сократительную вакуоль. Разм 10жается эвглена простым делением. Образует цисты. [c.277]

Идея хроматографического метода в общем виде принадлежит русскому ученому бота)1ику М С. Цвету, который для разделения веществ использовал явление мзбкрательной адсорбции. Так, при фильтрации пигментов, выделенных нз хлоропластов и растворенных в петролейном эфире, через стеклянную колонку, заполненную карбонатом кальция, М. С. Цвет наблюдал разделение исходной смеси па окр. тен)1ые зоны в соответствии с эффективностью адсорбции пигментов на данном адсорбенте (рис. 9.1). Эти зоны перемешались в колонке с раз-лич)1ыми скоростями, при пропускании чистого растнорителя перемещение продолжалось до завершения разделения. Цвет назвал свой метод хроматографией (разделением по цвету), но уже тогда он вполне обоснованно предположил, что хроматографический метод применим и к бесцветным веществам. Однако а то время не было еще приборов, с помощью которых можно было бы контролировать процесс разделения бесцветных веществ. В настоящее время такие приборы имеются в больнгом разнообразии, их называют детекторами. [c.220]

К наиболее важным вспомогательным пигментам относятся каротины (рис. 12-14), из которых главным в большинстве зеленых растений является -каротин. Зеленые серные бактерии содержат у-каротин один из концов молекулы этого соединения не подвергается циклизации и напоминает ликопен. Хлоропласты содержат разнообразные оксигенированные каротиноиды (ксантофиллы). Из них в высших растениях и зеленых водорослях преобладают неоксантин, виолаксантин [уравнение (12-30)] и лютеин. Лютеин напоминает зеаксантин, но на одном из концов цепи кольцо нзомеризуется путем перемещения двойной связи в положение, показанное ниже [c.43]

В клетках зеленых растений хлорофилл содержится в особых частицах — хлоропластах, которые и являются химическим заводом , осуществляющим фотосинтез. Кроме хлорофилла, в процессе фотосинтеза участвует целая система ферментов. Из углекислого газа в процессе фотосинтеза образуются триозы (глицериновый альдегид СН. ОН—СНОН—СНО, диоксиацетон НОСН2СОСН2ОН), которые далее превращаются в гексозу и затем в крахмал. Все эти превращения идут через стадию эфиров фосфорной кислоты. [c.304]

Как видно из рис. 8.9, максимум длинноволнового спектра поглощения хлорофилла в хлоропластах сдвинут в красную область по сравнению с максимумом хлорофилла в растворе. Этот эффект частично может быть объяснен комплексообразо-ванием молекул хлорофилла с белками. При более детальном изучении спектров поглощения хлоропластов удается различить по крайней мере две спектральные формы хлорофилла, которые, возможно, обусловлены комплексообразованием хлорофилла а с различными белками или мономерами и димерами хлорофилла. Эти две спектральные формы хлорофилла приписывают пигментным системам I и II, или фотосистемам I и II (ФС I и ФСП), фотохимические реакционные центры которых имеют характерные полосы поглощения с максимумами при700 и 680 нм соответственно (обозначаются как Р оо и Резо). Возможно, более коротковолновый спектр поглощения ФС II по сравнению со спектром ФС I связан с наличием вспомогательных пигментов (например, хлорофилла Ь у зеленых растений). Однако флуоресцентные исследования показывают, что энергия [c.233]

Как показали Арнон и др. [79f], дополнительное количество АТР может синтезироваться в хлоропластах в результате циклического фо-тофосфорилирования электроны, находящиеся на вершине фотосистемы I, возвращаются в цикл, замыкаемый указанной на рис. 13-18 штриховой стрелкой. Для синтеза АТР используется система переноса электронов, которая либо связана с цепью переноса Z-схемы, либо является независимой. Фактически Арнон и др. считали, что в хлоропластах имеются три фотосистемы фотосистема I участвует в циклическом фотофосфорилированип, а фотосистема II состоит из двух частей, являющихся компонентами Z-схемы [80]. [c.39]

Диффузия играет большую роль на многих стадиях процесса фотосинтети-ческого включения углерода СОг в углеводы. При этом углекислый газ диффундирует из атмосферы, достигая поверхности листа, а затем проходит через усть-ичные отверстия. Войдя в лист, СО2 диффундирует по межклеточным воздухоносным пространствам, а затем через клеточные оболочки и плазму клеток ме.зо-филла листа. Далее углекислый газ, по-виднмому, в форме НСОг диффундирует через цитоплазму и достигает хлоропластов. Затем СО2 оказывается в хлоропласте и попадает в зону действия ферментов, участвующих в образовании углеводов. Как видно, одну только эту сторону фотосинтеза можно расчленить на много стадий, в каждой из которых важную роль играет диффузия. Если бы с помощью ферментов фиксировался весь углекислый газ, находящийся в сфере их действия, и не происходила бы диффузия новых количеств углекислого газа из атмосферы, окружающей растение, процесс фотосинтеза прекратился бы. Диффузия важна также для многих других аспектов физиологии растений, особенно для проникновения веществ через мембраны. [c.17]

В растениях хлорофилл связан с липопротеиновыми мембранами, находящимися в специальных органеллах клетки — хлоропластах. Типичная растительная клетка содержит от 50 до 200 хлоропластов. Каждый хлоропласт имеет длину около 1000 нм. Кроме двух наружных мембран хлороплаСты содержат систему внутренних мембран, образующих мно1 ослойные структуры, упакованные в пачки. Это так называемые граны. Внутренние мембраны ограничивают замкнутые объемы, отделенные от остальной части хлоропласта. Хлорофилл и другие пигменты находятся в ламеллах гран, ламеллах стромы, и именно в этих частях хлоропласта начинается процесс фотосинтеза. [c.162]

Приблизительный состав усредненной фотосинтезирующей единицы хлоропластов шпинaтa б [c.41]

Защищенные новыми энзимами живые клетки постепенно начали выносить все большее содержание Ог в газосфере. На рис. 193 показано при увеличении в 4-10 раз расположение пероксозом, митохондриев и хлоропластов внутри листа табака. [c.377]

В 80%-ном ацетоне хлорофилл а имеет интенсивную и узкую полосу поглощения с Ятах = 663 НМ (15 100 СМ ) у хлорофилла а в составе хлоропластов этот максимум сдвинут в красную область — основная часть хлорофилла поглощает при 678 нм. В зеленых листьях почти неизменно присутствует хлорофилл Ь (рис. 13-19). Максимум поглощения этого соединения в ацетоне равен 635 нм (15 800 ом ). Хлорофилл с обнаруживается у диатомей, бурых водорослей (РЬаеорНу1а) и панцирных жгутиковых (рис. 1-7)-, он не содержит фитольной группы и, как полагают, является смесью двух соединений. Хлорофилл й, который наряду С хлорофиллом а присутствует в некоторых видах Я1ю(1орНу1а (гл. 1, разд. Г, 3), охарактеризован лишь частично [77]. [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология