Фотосинтетические продукты

Синтез сахарозы. Как известно, основным продуктом ассимиляции углекислоты в фотосинтетическом цикле является фруктозо-6-фосфат. Однако уже после очень коротких экспозиций растений в атмосфере С Ог радиоактивный углерод включается в состав сахарозы. Каким же образом может синтезироваться сахароза из фруктозо-6-фосфата Каковы ферменты, катализирующие этот процесс [c.141]

Действительно, общий цикл обмена веществом и энергией для живых организмов можно упрощенно представить как инициирующее этот цикл образование сложных молекул типа углеводов из СО2 и воды в ходе фотосинтеза растений с последующей деградацией продуктов фотосинтеза вновь до СО2 и воды в процессах дыхания в рассматриваемом организме. При этом уменьшение энтропии происходит только в момент электронного возбуждения молекулы хлорофилла за счет поглощения фотосинтезирующими организмами носителей чистой свободной энергии — квантов солнечного света, в результате чего становится возможным протекание первичных фотосинтетических реакций образования энергоемких веществ. Все происходящие далее биохимические процессы носят необратимый характер и идут только с увеличением [c.297]

Общие положения. Металло-энзимы составляют приблизительно одну треть всех известных энзимов, они катализируют все типы биохимических реакций, включая митохондриальное восстановление кислорода, гидроксилирование углеводородов, фиксация азота, фотосинтетическая эволюция кислорода, деструкция токсических продуктов восстановления 0 , скелетную изомеризацию, реакции метаногенеза, гидролиза, декарбоксилирования и др. [c.353]

Биосинтез начинается с фотосинтеза [1]. Вся жизнь на Земле зависит от способности некоторых организмов (зеленых растений, водорослей и фотосинтезирующих бактерий), содержащих характерные фотосинтезирующие пигменты, использовать энергию солнечной радиации для синтеза органических молекул из неорганических веществ — диоксида углерода, азота и серы. Продукты фотосинтеза служат затем не только исходными веществами, но и источником химической энергии для всех последующих биосинтетических реакций. Обычно принято описывать фотосинтез только как процесс образования углеводов в некоторых случаях основными продуктами фотосинтеза, действительно, являются исключительно крахмал, целлюлоза и сахароза, однако в других организмах на синтез углеводов идет, быть может, всего лишь третья часть углерода, связываемого и восстанавливаемого в процессе фотосинтеза. При ближайшем рассмотрении оказывается, что нельзя провести четкую границу между образованием продуктов фотосинтеза и другими биосинтетическими реакциями в клетке, в которых могут участвовать промежуточные вещества фотосинтетического цикла восстановления углерода. [c.396]

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]

В растительном организме каротиноиды выполняют важнейшую функцию. Совместно с хлорофиллом они входят в состав молекулярного комплекса, участвующего в превращении энергии световых квантов в энергию химических связей (фотосинтез). При этом роль каротиноидов состоит в защите фотосинтетического аппарата от разрушения синглетным кислородом, возникающим как побочный продукт фотосинтетических реакций. Как уже говорилось, фотосинтез — это процесс создания органического вещества из атмосферного диоксида углерода и воды, в результате которого образовалось и постоянно образуется все современное органическое вещество Земли. [c.260]

К вспомогательным фотосинтетическим пигментам, которые содержат все фотосинтезирующие организмы, относятся каротиноиды, большая группа химических соединений, представляющих собой продукт конденсации остатков изопрена [c.268]

В настоящее время имеется мало достоверных сведений о механизме реакций, посредством которых перемещение водорода сопряжено с синтезом АТФ. Связь между переносом водорода и фосфорилированием была показана для нециклического фотосинтетического фосфорилирования. По аналогии с фосфорилированием в дыхательной цепи полагают, что в процессе фотосинтетического фосфорилирования образуется некоторый макроэргический промежуточный продукт, подобный А I в дыхательной цепи. Для того чтобы перенос водорода был непрерывным, нужно регенерировать А и I либо добавлением АДФ и Фн для образования АТФ, либо с помощью разрыва сопряжения. Механизм нециклического фотосинтетического фосфорилирования можно представить следующим образом [c.269]

НИЯ, варьируют главным образом в зависимости от вида растения, а также от его возраста и стадии развития клетки и растения. Например у быстро растущих и делящихся одноклеточных водорослей ббльшая часть фотосинтетических продуктов может использоваться для воспроизведения новых хлоропластов, тогда как в случае листьев сахарной свеклы ббльшая часть продуктов фотосинтеза транспортируется в другие части растения. [c.536]

Таким образом, обнаруженные у фотосинтезирующих эубактерий типы фотосинтеза различаются организацией фотосинтетического аппарата, природой экзогенных доноров электрона и выделяемыми окисленными продуктами. Общим для всех типов фотосинтеза является способность превращать энергию света в [c.296]

АДФ и АТФ занимают центральную роль в энергообмене всех типов клеток, являясь субстратами и продуктами реакций окислительного, субстратного и фотосинтетического фосфорилирования. Энергия, высвобождающаяся при гидролизе АТФ, обеспечивает выполнение всех видов биологической работы. ГТФ энергетически обеспечивает процессы трансляции белков, УТФ необходим для синтеза гликогена, ЦТФ участвует в синтезе глицерофосфолипидов. [c.176]

Все это заставляет считать, а экспериментальные материалы подтверждают это в большей и большей степени, что функции фотосинтетического аппарата растений многообразны и в результате его работы образуются различные продукты в разнообразных соотношениях в зависимости от интенсивности и качества света. Этим, вероятно, и определяются сложность и многообразие взаимо-отношений растений с фактором света. [c.11]

В обычной лабораторной практике на бумагу можно наносить непосредственно этилацетатные или спиртовые вытяжки из растительного материала, поскольку реакция с ванилином достаточно специфична. Однако при работе с мечеными соединениями, когда помимо содержания катехинов необходимо определить их радиоактивность, возникают дополнительные трудности. Для изучения образования и превращений катехинов обычно используют вводимую в растение фотосинтетическим путем меченную С углекислоту. В этих условиях С будет прежде всего внедряться в ближайшие продукты фотосинтеза (углеводы, органические кислоты. [c.59]

Как было показано выше, катехины с большой скоростью образуются в молодых листьях чайного растения из продуктов фотосинтетической ассимиляции углекислоты. При этом их содержание в первых трех листьях, т. е. наиболее молодых по возрасту, составляет 11—12 % сухого веса листьев, а вместе с более сложными формами достигает 25—30%. Возникает, вопрос, для чего же катехины нужны растению и что с ними в дальнейшем происходит Способны ли они передвигаться по растению [c.216]

Фотосинтетические системы образуют другой класс, для которого были обнаружены свободнорадикальные промежуточные продукты обмена. В этом случае сложность системы особенно сильно затрудняет идентификацию парамагнитных соединений. Решение этой проблемы составило замечательную главу в биохимических применениях ЭПР. [c.413]

НИИ (3.3) или В отношении xjy. Таким образом, фотосинтетический коэффициент не позволяет распознать, являются ли продукты фотосинтеза простыми сахарами (х = у) или полимерами например y = i x для высших полимеров гексоз). Далее, фотосинтетический коэффициент служит не очень чувствительным критерием образования исключительно углеводов. Отклонение от единицы на 3% (что находится в пределах ошибки опыта) может означать образование не менее 12% бе.1ка [16] или 5% жира. Поэтому нужно найти иной, более прямой метод для определения химической природы продуктов фотосинтеза. [c.40]

Так как продукты окисления бактериального фотосинтеза—либо твердые тела (например, сера), либо растворимые вещества (например, серная кислота), они не подходят для манометрических приемов, столь удобных для определения фотосинтетических коэффициентов высших растений. [c.106]

При выращивании сои культурной (Сз-растеиие) в атмосфере, обогащенной СО2, наблюдается резкая стимуляция вегетативного и репродуктивного роста и ассимиляции N2 (табл. 13.4). Усиленная ассимиляция N2 при обогащении атмосферы СО2 или при ее обеднении О2, очевидно, обусловлена стимуляцией фотосинтеза и большей доступностью фотосинтетических продуктов для азотфиксирующих симбиотических бактерий в корневых клубеньках. [c.441]

Процесс фотосинтеза может быть выражен суммарным уравнением (1), которое отражает тот хорошо известный факт, что для осуществления в растениях фотосинтеза необходима вода и что в качестве побочного продукта реакции выделяется кислород (из воды). В фотосинтезирующих бактериях кислород не образуется и используются другие доноры водорода [НгХ например, H2S или лактат СИзСН (ОН) 0 см. уравнение (2)). Хилл в 1937 г. и Арнон в 1954 г. показали, что образование NADPH и АТР, необходимых для связывания диоксида углерода, не зависит от их использования в фотосинтетическом цикле восстановления углерода. Эти наблюдения позволили формально разделить реакцию фотосинтеза на световую реакцию (образование NADPH и АТР) и темновую реакцию, в которой диоксид углерода превращается в углевод. [c.397]

Фотосинтез в растениях. В зеленом листе растения под во действием энергии солнечной радиации протекает целый комплекс фотосинтетических процессов, исходным материалом для которых служат СОа, НаО и минеральные соли. Конечными продуктам.I являются крахмал, клетчатка, белки, жиры и другие сложные оргя-нические вещества. Процесс фотосинтеза осуществляется при непо средственном участии важнейшего природного фотокатализатора — хлорофилла . В этом процессе участвуют также и многие друпк-окислительно-восстановительные ферменты (бнокатализаторы). [c.144]

Масса органического вещества, синтезируемая растениями еже- одно, достигает многих сотен миллиардов тонн. Подсчитано, что из СО2 воздуха ежегодно фотосинтетически усваивается приблизительно 1,75-10 т С. Такое количество углерода могло бы составить с десяток мощнейших в мире месторождений каменного угля. Одновременно в атмосферу возвращается около 4,7-10 т газообразного кислорода (всего в воздухе содержится 1,3-10 т Oj считается что вся эта масса имеет биогенное происхождение, т. е. является продуктом фотосинтетического процесса). [c.145]

Не подлежит сомнению, что основным источником энергии в абиогенную эру было ультрафиолетовое излучение ( 150—200 нм). Его действие имеет ряд специфических особенностей. Излучение порождает радикалы, т. е. создает весьма активные частицы, способные стать исходными точками в дальнейшей цепи превращений. Однако это происходит главным образом в верхних слоях атмосферы, откуда продукты реакции попадают на поверхность Земли с дождем или просто вследствие медленного оседания. В нижних слоях атмосферы и на поверхности гидросферы и литосферы излучение становится особенно важным фактором с момента появления фотосинтетических механизмов. Кислород, выделяющийся при фотосинтезе, превращаясь в озон, ослабляет действие ультрафиолета и защищает возникшие предбиологнческие структуры от фотохимической деструкции. Это автоматическое регулирование действия излучения способствовало целенаправленному использованию его энергии. Радиоактивность, именно излучение изотопа калия °/С, также играло существенную роль в качестве источника энергии. По мнению М. Кальвина, среднее количество энергии, доставляемое распадом °К, 2,6 млрд. лет тому назад было в четыре раза больше, чем в настоящее время. Этот исследователь считает, что в течение года на всю поверхность Земли приходится примерно 1,2-10 Дж энергии за счет распада К и 18,9-10 Дж за счет ультрафиолетового излучения. Другие возможные источники энергии (вулканизм, разряды молний и даже удары метеоритов ), вместе взятые, доставляют не более 0,58Дж/г. [c.378]

Развитие идей фотоэлектрохимии на поверхности раздела раствор — полупроводник связано с измельченными полупроводниковыми частицами. Порошки ТЮ2 в смеси с платиной, нанесенные на поверхность, оказались особенно эффективными. Каждая частица может рассматриваться как фотоэлектрохи-мический элемент с замкнутой цепью, соединяющей полупроводниковый и противоэлектроды. Обрисованные выше в общих чертах основные принципы остаются применимыми, несмотря на то, что внешняя электрическая цепь отсутствует. Хотя расстояние между анодом и катодом существенно меньше, чем в обычных электрохимических элементах, продукты реакций переноса заряда остаются разделенными, что невозможно в гомогенных процессах, когда оба противоположных продукта образуются в одной и той же клетке раствора. Описан ряд гетерогенных фотосинтетических и фотокаталитических процессов, использующих определенные полупроводники, для получения СНзОН из СО2, РН из КСООН и ЫНз из N2. В отдельных случаях в качестве фотокатализатора могут действовать чистые порошки полупроводника без примеси металла. Выходы продуктов обычно получаются относительно низкими из-за кинетических ограничений и необходимости применять полупроводниковые материалы с большой шириной запрещенной зоны, которые неэффективно используют солнечный спектр. Возможно, следует придерживаться стратегии природного фотосинтеза, делая энергетические потери полезными путем использования двух фотонов низкой энергии для переноса одного электрона. [c.281]

Известно несколько реакций, генерирующих Ар,н+. У разных групп прокариот от 1 до 3 из них локализованы в дыхательной цепи. На 2 или 3 этапах АЦн+ генерируется в темновых реакциях переноса электронов в фотосинтетической цепи. Образование АЦн+ происходит при гидролизе АТФ в Н -зависимой АТФ-синтазной реакции. К числу устройств, генерирующих АДн+ посредством трансмембранного переноса Н , относится бактериородопсин галофильных архебактерий. У некоторых фупп прокариот обнаружена локализованная в мембране неорганическая пирофосфатаза, катализирующая расщепление и синтез пирофосфата. Расщепление последнего приводит к генерированию АДн+- Наконец, источником АДн+ на ЦПМ прокариот могут быть процессы, связанные с выделением во внешнюю среду продуктов брожения, транспорт которых через мембрану происходит вместе с протонами. [c.102]

Исследовались продукты фотосиптетической ассимиляции меченной С двуокиси углерода у короткодневных и длиннодневиых растений при разных фотопериодах [135]. При этом показано, что длина дня не оказывает влияния на состав продуктов фотосинтеза у растений с различным фотопериодом. Установлены сходство и различия в продуктах фотосинтеза у растений различных видов [136]. Наиболее обстоятельно исследовано фотосинтетическое включение С в кетокислоты растений [c.84]

Дополнительные трудности возникают при работе С мечеными атомами, когда необходимо определить удельную активность катехицов. Для изучения образования и превращений катехинов обычно используют вводи.мую в растение фотосинтетическим путем меченую С " углекислоту. В этих условиях будет прежде всего внедряться в ближайшие продукты фот осинтеза (углеводы, органические кислоты, ам инокисло-ты), которые, естественно будут иметь нанболее высокую радиоактивность. В результате хроматографирования водных или спиртовых экстрактов растительных тканей, содержащих широкий набор соединений, пятна катехинов могут частично совпадать с пятнами иных веществ (в часности, /-эпигаллокатехин частично перекрывается фруктозой). Такое наслаивание не препятствует реакции с ванилином в силу ее высокой специфичности, однако активность пятен будет значительно завышаться. Поэтому в тех случаях, когда определяется удельная активность, необходимо перед хроматографированием как-то выделить фракцию катехинов. С этой целью анализируемый водный экстракт листьев чайного растения взбалтывают с хлороформом (трижды по /з объема водного слоя в хлороформ переходит кофеин и примеси зеленых и желтых пигментов) и уксусноэтиловым эфиром (6 раз по /б—7б объема в уксусно- [c.415]

Показано, что для ассимиляции изолированными хлоропластами углекислоты с образованием триозофосфата необходимо как циклическое, так и нециклическое фотосинтетическое фосфорилирование. В условиях, допускающих либо нециклическое, либо циклическое фотосинтетическое фосфорилирование (в таких условиях получены результаты, приведенные на фиг. 70), основным продуктом ассимиляции углекислоты является 3-фосфоглицериновая кислота. В присутствии микрокаталитических количеств ФМН сочетание циклического и нециклического фотосинтетического фосфорилирования приводит к ассимиляции углекислоты с образованием триозо-и гексозофосфатов. [c.265]

В этой схеме АНз представляет собой неизвестное восстанавливающее соединение, получаемое в результате фотолиза воды, В — НАДФ или феррицианид, а I — промежуточный продукт или ингибитор. По аналогии с механизмом действия ДНФ следует ожидать, что добавление разобщающего вещества, например ионов аммония, приведет к спаду АТФ. В присутствии (в высокой концентрации) сульфгидрильных соединений, например глутатиона или цистеина, и каталитических количеств ФМС хлоропласты катализируют фотогидролиз АТФ до АДФ и Фн- О связи АТФ-азы с фотосинтетическим фосфорилированием свидетельствует ее зависимость от света и ФМС, а также подавление ее дииодоксибензолом, мощным ингибитором фотосинтетического фосфорилирования. Какое влияние оказывают на эту реакцию фотогидролиза ионы аммония, не известно. [c.269]

Суммируя изложенное, можно сделать вывод, что основным местом синтеза катехинов являются молодые побеги чайного растения, где катехины образуются из продуктов фотосинтетической ассимиляции углекислоты. Поскольку растения с отделенными корнями осуществляют синтез катехинов примерно в тех же раз .шрах, что и целые растения, следует признать, что образование катехинов (а следовательно, и более уплотненных дубильных веществ катехинового типа) в листьях и молодых побегах не имеет непосредственной связи с деятельностью корневой системы. [c.99]

Итак, мы теперь знаем, как в результате фотосинтетического переноса электронов от HjO к NADP образуется один из двух высокоэнергетических продуктов световых реакций, а именно NADPH. Что же известно о втором высокоэнергетическом продукте, т. е. об АТР [c.698]

Под фотосинтезом понимают происходящее в клетках фототрофных организмов преобразование световой энергии в биохимически доступную энергию (АТР) и восстановительную силу [НАО(Р)Н2], а также связанный с этим синтез клеточных компонентов. Фотосинтетическое фосфорилирование и фотосинтетическое восстановление пиридиннуклеоти-да это процессы, ведупще к образованию первых стабильных продуктов фотосинтеза. [c.383]

Первыми стабильными продуктами фотосинтеза являются АТР и восстановительная сила. Эти продукты можно обнаружить как в интактных клетках и выделенных из них хлоропластах (у зеленых растений), так и в суспензиях фотосинтетических мембранных везикул из пурпурных бактерий. Фиксация СОд не обязательно сопряжена со световой реакцией. Она может происходить и как темновая реакция , не зависящая от пигментсодержащих структур, при наличии АТР и NAD(P)H2. Эти два процесса разделены и в пространстве фотосинтез [c.384]

Фотосинтетический транспорт электронов у анаэробных фототрофных бактерий во многих отношениях отличается от только что описанного. В аноксигенном фотосинтезе участвует только одна световая реакция она поддерживает циклический транспорт электронов. Электроны, покидающие цикл для восстановления NAD, не являются продуктом разложения воды, Фотосинтез зависит от наличия в среде восстановленных субстратов и не сопровождается выделением Oj. Собственно фотореакция хотя и аналогична первой фотореакции у зеленых растений, однако у некоторых бактерий она приводит, вероятно, лишь к созданию протонного потенциала и тем самым к запасанию энергии (АТР), но не к восстановлению NAD. Таким образом, нециклический перенос электронов (от донора электронов к пиридиннуклеотиду) здесь отсутствует. По-видимому, NADHj образуется в результате какой-то темновой реакции в ходе обратного транспорта электронов, протекающего с затратой энергии. [c.390]

Как видно из данных табл. 1, основная доля радиоактивности в продуктах фотосинтетической фиксации С Ог в молодых побегах чая приходится на долю сахаров (45,04%). Второе место занимают фенольные соединения (28,09%), представленные в чайном растении катехинами, продуктами их уплотнения, флавонол-гликозидами, фенолкарбоновыми кислотами и их депсидами [8]. Органические кислоты, аминокислоты и белки даже в сумме (24,11%) уступают по своей радиоактивности фенольным соединениям. [c.170]

Иногда и несуккулентные растения обнаруживают ненормальные фотосинтетические коэффициенты в начале освещения, после периода темноты. Этот факт отметил впервые в 1921 г. Костычев [10]. В течение так называемого индукционного периода, который, смотря по обстоятельствам, может продолжаться секунды, минуты и даже часы, фотосинтетический коэффициент может быть бо.иьше или меньше единицы он может стать даже отрицательным, т. е. растения могут поглош,ать (или выделять) и кислород и двуокись углерода в одно и то же время. Эти явления следует отнести за счет восстановления энзиматических систезл и регенерации промежуточных продуктов, исчезнувших во время темнового промежутка. [c.39]

Рассмотрев все известные отклонения фотосинтетического коэффициента от единицы, мы не видим оснований считать, что при фотосинтезе образуются какие-либо иные устойчивые продукты кроме углеводов. Однако величина = 1 не исключает образования органических кислот или иных соединений в качестве промежуточных продуктов фотосинтеза. Вильштеттер и Штоль выдвигают постоянство коэффициента Qф как аргумент против теории фотосинтеза. Кибиха согласно теории Либиха, летом при фотосинтезе накапливаются органические кислоты, которые затем медленно превраш аются в углеводы к периоду листопада. Однако это возражение не пригодно против такой модификации теории. 1ибиха, которая предполагает, что органические кислоты — только переходные промежуточные продукты при превраш,епии двуокиси углерода в углеводы. Наблюдаемые значения Qф доказывают, что при установившемся фотосинтезе не происходит накопления никаких недо-восстановленных или перевосстановленных продуктов однако, если эти продукты потребляются с такой же скоростью, с какой они образуются, наличие их не может влиять на фотосинтетический коэффициент (за исключением индукционного периода). [c.39]