Свет, роль в фотосинтезе

Таким образом, при изучении влияния длины волны света на фотосинтез следует, во-первых, выявить с качественной и количественной сторон роль различных пигментов при сенсибилизации и, во-вторых, исследовать соотношение между длиной волны и фотохимической активностью для каждого пигмента. Излишне говорить, что мы еще далеки от того, чтобы иметь ясность в этом отношении. Большинство из недавно опубликованных работ по фотосинтезу на свету различного спектрального состава все еще остаются чисто описательными и непригодны для количественной интерпретации. [c.586]

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

Основные функции каротиноидов в биологических тканях обусловлены главным образом их способностью поглощать свет. Роль каротиноидов в фотосинтезе, защите от вредного действия света, фототропизме и фоторецепции, а также их вклад в окраску содержащих их тканей обсуждаются во второй части данной книги. [c.84]

Солнечный свет обеспечивает фотосинтез и таким образом способствует воспроизведению жизни на Земле, но в то же время его ультрафиолетовая коротковолновая часть губительно действует на живые организмы. Эта часть солнечного излучения эффективно фотолизирует многие органические молекулы, включая ДНК, а также может вызвать рак кожи человека, катаракту и иммунную недостаточность, повреждать посевы и морские экосистемы. В защите земной поверхности от этого губительного излучения огромную роль играет озон. Озон образуется фотохимически в стратосфере (на высоте 10-50 км) из молекулярного кислорода под действием УФ излучения (коротковолновая часть) [c.496]

СВЕТОВОЙ ФАКТОР. ФОТОСИНТЕЗ И КАЧЕСТВО СВЕТА. РОЛЬ СОПРОВОЖДАЮЩИХ ПИГМЕНТОВ [c.580]

Вся жизнь на земле в конечном счете зависит от синтеза углеводов за счет усвоения углекислоты из атмосферы. Солнечный свет обеспечивает энергией этот процесс, в целом известный под названием фотосинтеза. Первой стадией фотосинтеза является поглощение фотона пигментами в многоклеточных растениях наиболее важную роль играет хлорофилл-а. Энергия фотона трансформируется в химическую энергию, обеспечивающую протекание реакции СО2—и образование углерод-углеродных связей эта реакция представляет собой восстановительное карбоксилирование, со- [c.216]

Миграция энергии играет важную роль в накоплении энергии света для фотосинтеза энергия возбуждения многих молекул хлорофилла и энергия поглощения молекул вспомогательных пигментов стекают к сравнительно немногочисленным улавливающим центрам, которые и выполняют фотохимическое превращение. [c.559]

Источником углеводов в природе служит процесс фотосинтеза — превращение в зеленых листьях растений углекислого газа воздуха в углеводы. Энергию для этого процесса дает солнечный свет. Фотосинтез служит единственным источником органических веществ в живой природе, поскольку животные неспособны синтезировать органические вещества нз неорганических они лишь перерабатывают органические веи ества, накопленные растениями. Велика роль продуктов фотосинтеза и в качестве источников энергии и каменный уголь, и нефть, и газ, и тем более древесина — все это консервированная солнечная энергия , накопленная за счет фотосинтеза. Общий результат фотосинтеза можно выразить схемой [c.317]

Температура играет роль фактора, лимитирующего рост и развитие растений, так как влияет на скорость деления клеток, интенсивность фотосинтеза и другие метаболические процессы. От температуры зависят темновые (независимые от света) реакции фотосинтеза, а они в свою очередь дают начало различным метаболическим путям, описанным в гл. 7. Интенсивность фотосинтеза и накопление достаточных количеств питательных веществ, необходимых для завершения полного жизненного цикла, — таковы факторы, определяющие географическое распространение растений. [c.404]

Хлорофилл Ь непосредственно не участвует в фотосинтетических превращениях. Его роль состоит в том, что он улавливает и собирает свет. После фотовозбуждения хлорофилл Ь быстро передает избыточную энергию молекуле хлорофилла а, которая затем принимает непосредственное участие в превращениях фотосинтеза. [c.162]

Решающую роль в утверждении этих взглядов сыграли измерения квантового выхода фотосинтеза при освещении подопытных растений светом одной и той лее интенсивности, но различных участков спектра, т. е. различной длины волны. Квантовым выходом называют число молекул СОг, ассимилированных листом в расчете на каждый поглощенный квант света. Иными словами, квантовый выход иллюстрирует эффективность использования растением света при фотосинтезе. [c.150]

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]

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]

Углеводы являются чрезвычайно важным классом природных соединений. Исследование их химических свойств может дать ценную информацию о механизмах реакций и стереохимии. Значительным достижением в настоящее время является применение углеводов в качестве хиральных синтонов и заготовок для стерео-специфического синтеза таких соединений, как простагландины, аминокислоты, гетероциклические производные, липиды и т. д. Для биолога значение углеводов заключается в доминирующей роли, которая отводится им в живых организмах, и в сложности их функций. Углеводы участвуют в большинстве биохимических процессов в виде макромолекулярных частиц, хотя во многих биологических жидкостях содержатся моно- и дисахариды, а большинство растений содержит глюкозу, фруктозу и сахарозу. Только растения способны осуществлять полный синтез углеводов посредством фотосинтеза, в процессе которого атмосферный диоксид углерода превращается в углеводы, причем в качестве источника энергии используется свет (см. гл. 28.2). В результате этого накапливается огромное количество гомополисахаридов — целлюлозы (структурный материал) и крахмала (запасной питательный материал). Некоторые растения, в особенности сахарный тростник и сахарная свекла, накапливают относительно большие количества уникального дисахарида сахарозы (а-О-глюкопиранозил-р-О-фруктофуранозида), который выделяют в значительных количествах (82-10 т в год). Сахароза — наиболее дешевое, доступное, Чистое органическое вещество, запасы которого (в отличие от запасов нефти и продуктов ее переработки) можно восполнять. -Глюкоза известна уже в течение нескольких веков из-за ее способности кристаллизоваться из засахаривающегося меда и винного сусла. В промышленном масштабе ее получают гидролизом крахмала, причем в настоящее время применяют непрерывную Схему с использованием ферментов, иммобилизованных на твердом полимерном носителе. [c.127]

Фосфор играет исключительно важную роль в осуществлении обмена энергии в растениях. Энергия солнечного света в процессе фотосинтеза и энергия, выделяющаяся в процессах окисления, происходящих в растении, накапливается в растениях в виде энергии фосфатных связей определенных соединений. Эта энергия используется растением для роста, поглощения питательных веществ из почвы, синтеза органических соединений. Усиленное снабжение растения фосфором позволяет получать более ранний урожай и более высокого качества. [c.696]

В первой части настоящей книги были описаны основные характеристики главных групп природных пигментов. В предыдущих главах второй части обсуждались наиболее известные и понятные биологические функции этих пигментов, а именно окрашивание, улавливание света и распознавание цвета (зрение), а также улавливание энергии света в фотосинтезе. В этой последней главе объединены некоторые другие аспекты фотобиологии, описаны процессы, в которых природные пигменты играют важную роль. Здесь рассмотрены фоторецепторы, такие, как фитохром и флавины, которыми обладают растения и микроорганизмы, а также бактериородопсин, используемый для образования АТР у Haloba teria. [c.391]

Образование каротиноидов. Интенсивно-красный цвет пурпурных бактерий обусловлен присутствием красных каротиноидов (с 12-13 двойными связями и с метокси- и оксогруппами). Здесь пигменты играют не только загцитную роль, но и поглощают свет для фотосинтеза, а также участвуют в рецепции света при фототаксисе. Каротиноиды вместе с бактериохлорофиллами находятся в фотосинтетически активных мембранах (тилакоидах, хроматофорах). [c.83]

В конечном итоге все жизненные процессы на земле связаны с процессом включения атмосферного диоксида углерода в углеводы. Этот процесс, называемый фотосинтезом, требует больших энергетических затрат и источником энергии для него служит солнечный свет. На первой стадии этого сложного процесса проиходит поглощение фотона пигментами, причем в многоклеточных растениях ключевую роль на этой стадии играет хлорофилл-л. Энергия фотонов впоследствии превращается в химическую энергию, которая использу- [c.309]

Что касается К. А. Тимирязева, то утверждение Рабиновича не соответствует действительности. В лекции Космическая роль растения К. А. Тимирязев подробно разбирает вопрос о втором максимуме поглощения света и фотосинтеза и решает его в положительном смысле, приводя в доказательство кривые спектра действия и вариант амилограммы, полученной в отличие от предшествующих путем выравнивания интенсивности света в красной и синей областях. — Прим. ред. [c.581]

Процессы, нроисходяш ие нод действием света, называются фотохимическими реакция-м и. Они играют очень ван ную роль в жизни растений. Синтез многих сложных веществ из воды и углекислого газа, проходящий в растительных клетках под действием света, называется фотосинтезом. [c.131]

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]

АТФ образуется из АДФ путем присоединения к нему еще одного фосфата. Этот процесс носит название фосфорилирования (разд. 9.5.4) и требует затраты энергии. При фотосинтезе источником энергии является свет, поэтому процесс называется фотофосфорилированием. Водород для восстановления НАДФ получается из воды. Кроме воды, для протекания этого процесса требуется еще и энергия, которую поставляет свет. Роль АТФ и восстановленного НАДФ состоит просто в поставке энергии и водорода для темновых реакций. [c.264]

Во всех фотосинтезирующих растениях обнаружен хлорофилл а, содержание которого превьщ1ает содержание других пигментов. Он является самым важным пигментом, так как образует реакционные центры, участвующие в световой фазе фотосинтеза. Другие формы хлорофиллов, а также каротиноиды рассматриваются как вспомогательные, или сопутствующие, пигменты. Функция каротиноидов не ограничивается ролью светособирающих пигментов. Оки также защищают ткани от окисления кислородом на свету. [c.531]

Большое влияние на величину квантового выхода оказывают воднорастворимые пигменты (антоцианы, флавоны). Поскольку поглощаемый ими свет в фотосинтезе не используется, антоцианы и флавоны выступают в роли пигментов, конкурирующих с фотосинтетически активными пигментами за сине-фиолетовую часть спектра. Поглощая эти кванты, антоциановые пигменты способны значительно понизить квантовый выход фотосинтеза, в особенности в условиях недостаточного освещения. [c.150]

Тимирязев постулировал, что при ассимиляции СО2 хло-роф йзн[-елужит о1ГГйчёским сенсибилизатором (т. е. веществом, увеличивающим чувствительность к свету) и что он непосредственно участвует в процессе фотосинтеза, необратимо переходя из восстановленного состояния в окисленное. Он сформулировал также идею о космической роли фотосинтеза фотосинтез — единственный процесс, с помощью которого космическая солнечная энергия улавливается и остается на Земле, [c.61]

Сопрягающие мембраны. Основным достижением биоэнергетики в последние 10—15 лет было выяснение важной роли мембран в процессах превращения энергии в биологических системах. Работами советских (Скулачев, Козлов, 1972—1977 Рубин, Ясайтис, 1977—1979) и зарубежных (Арнон, 1949 Митчел, 1966 Витт, 1979) ученых установлено, что энергия света при фотосинтезе и субстратов окис- [c.53]

Процессы фотосинтеза весьма детально изучаются в течение ряда лет, однако они еще ни в коей мере не могут считаться окончательно выясненными. В особенности спорной является первая стадия фотосинтеза— образование восстанавливающего первичного продукта под действием света. Мы знаем, что для этого необходимы зеленые красители листьев —хлорофилл а и в некоторых ассимилирующих бактериях соответствуюн1ую роль играет бактериальный хлорофилл . Возможно, что для процессов ассимиляции необходимы также другие пигменты так, неоднократно высказывалось мнение, что в процессах ассимиляции принимает участие -каротин. [c.983]

Скорость фотодыхания довольно трудно измерить. Поэтому в литературе часто оперируют другой величиной — точкой СОд-компенса-цииЧ, понимая под эти,м такую концентрацию СО2 (при заданной постоянной интенсивности света), при которой ассимиляция СО2 в ходе фотосинтеза уравновешивается дыханием. Воздух содержит - 0,03% (или 300 МЛН ) СО2. Для обычных сельскохозяйственных Сз-растений точка С02-компенсации составляет 40—60 млн при 25 °С. Для С4-растений эта точка намного ниже, иногда менее 10 млн". Роль данного различия особенно велика при сильном освещении, поскольку при этом содержание СО2 в воздухе над полем растущих растений заметно падает. Точка С02-компенсации в жаркие дни повышается, в результате у Сз-растений в отличие от С4-растений сильно понижается эффективность фотосинтеза. [c.56]

К. участвуют в фотосинтезе, транспорте кислорода через клеточные мембраны, защищают зеленые растения от действия света у животных стимулируют деятельность половых желез, у человека повылают иммунный статус, защищают от фотодерматозов, как предшественники витамина А играют важную роль в механизме зрения прнр. антиоксиданты. [c.333]

Неравновесные электронно-возбужденные состояния молекул играют решающую роль в первичных актах фотосинтеза. Кванты света поглощаются системой молекул хлорофилла, затем по экситонному механизму энергия возбуждения передается димеру хлорофилла с послед, фотохим. разделением заряда. Порождаемые внеш. воздействием (светом, хим. превращениями в среде) неравновесно возбужденные атомы, молекулы, сложные мол. комплексы обусловливают высокую избирательность биохим. р-ций, управление и самоорганизацию хим., биол. и физиол. процессов, характерных для живой природы (см. Самоорганизация в неравновесных процессах). [c.219]

Часто они выступают в роли окислителей, принимая в ходе окисления электроны от восстановленных органических соединений и передавая их далее кислороду. Коферменты переносят также электроны, необходимые для процессов восстановления, например в ходе идущего под действием света фотосинтеза. Исключительно велика во внутриклеточном энергетическом обмене роль аденозин-5 -трифосфата (АТР) и родственных ему соединений (дополнение 3-А). Важные функции внутри клеток выполняют гормоны и другие низкомолекуляриые регуляторные соединения, а также целый ряд промежуточных продуктов метаболизма (промежуточных метаболитов). [c.154]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология