Углерод, при фотосинтезе

ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ УГЛЕРОДА ПРИ ФОТОСИНТЕЗЕ [c.583]

Основные научные работы посвящены изучению механизма фотосинтеза. Показал (1941), что первичный процесс фотосинтеза заключается в фотолизе молекулы воды, в результате чего образуются кислород, выделяющийся в атмосферу, и водород, идущий на восстановление двуокиси углерода. Используя радиоактивный изотоп углерод-14 в качестве метки и метод хроматографии на бумаге, установил последовательность фо-тосинтетического цикла (цикла Кэлвина) ассимиляция двуокиси углерода зеленььми растениями — превращение его в органические вещества — последующее восстановление. Создал (1956) схему полного пути углерода при фотосинтезе, ставшую классической. Предложил модель превращения световой энергии в химическую. Показал, что превращения фосфата пентозы играют большую роль в жизнедеятельности не только растений, но и животных. Изучал вопрос о происхождении и развитии жизни на Земле. [c.279]

М. Кэлвин создал схему полного пути углерода при фотосинтезе. [c.691]

Так как фитол является компонентом хлорофилла, эти данные имеют большое значение для решения вопроса о фиксации двуокиси углерода при фотосинтезе. [c.187]

Химические превращения углерода при фотосинтезе 595 [c.595]

Чтобы манометрические измерения были надежны, необходимо строго соблюдать два условия. Прежде всего, если измеряются изменения в давлении порядка 0,1 мм рт. ст. (1 мм раствора Броди) при общем давлении порядка 100—1000 мм рт. ст., поддержание постоянной температуры становится весьма важным. Реакционные сосуды должны помещаться в прецизионные термостаты и сильно встряхиваться, чтобы обеспечить постоянное термическое равновесие. Энергичное встряхивание необходимо также для выполнения второго условия — быстрого установления равновесия между свободными и растворенными газами. Это существенно как для того, чтобы устранить задержку при манометрических отсчетах, так и для того, чтобы иметь уверенность в том, что не происходит израсходование двуокиси углерода в самом нижнем слое реакционного сосуда, где освещение (через плоское дно) является наиболее интенсивным и потребление двуокиси углерода при фотосинтезе происходит быстрее всего. Таким образом, необходимы как быстрое перемешивание жидкости, чтобы выравнивать концентрацию двуокиси углерода, так и сильное ее [c.259]

Подобно выделению кислорода, потребление двуокиси углерода при фотосинтезе может быть измерено или обычными методами химического анализа или при помощи физико-химических методов. Поглотители для двуокиси углерода хорошо известны для этих целей можно применить любые щелочи (например, гидроокиси кальция или бария). Количество поглощенной двуокиси углерода можно определить гравиметрическим, титрометрическим, электрометрическим или манометрическим способами. Испытания производятся либо на пробах воздуха или раствора, взятых из реакционного сосуда до и после фотосинтетического действия, либо, что более удобно, в циркулирующем газе до и после его прохождения через реакционную камеру. Удобно применять методы анализа, не требующие взятия проб, измеряя, например, проводимость поглощающего раствора, находящегося в равновесии с газом [59, 88]. Наименьшее количество двуокиси углерода, определяемое таким путем, достигает порядка 10 г. [c.262]

ПУТЬ УГЛЕРОДА ПРИ ФОТОСИНТЕЗЕ [c.34]

II. МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПУТИ УГЛЕРОДА ПРИ ФОТОСИНТЕЗЕ [c.538]

Кальвин, Бенсон [16, 17] также использовали метод введения радиоактивной метки для исследования восстановления углерода при фотосинтезе. В их опытах растения осуществляли синтез промежуточных соединепий из С Оз в течение коротких промежутков времени (несколько секунд) и при различных экспериментальных условиях. Затем растения фиксировали и проводили анализ и идентификацию радиоактивных продуктов в растительном материале. Тщательные исследования были проведены по определению количества радиоактивного углерода, включающегося в химические соединения при различных экспериментальных условиях На основании этих результатов они могли проследить путь углерода при фотосинтезе. [c.538]

К числу первых идентифицированных фосфатов сахаров относятся фруктозо-6-фосфат и глю-козо-6-фосфат. Вскоре после них были идентифицированы диоксиацетонфосфат и фруктозо-1,6-дифосфат, которые образуются в очень малых концентрациях. Обнаружение этих соединений позволило Кальвину и Бенсону сделать заключение, что путь восстановления углерода при фотосинтезе включает обраш ение ряда стадий гликолитического нути, которые ведут от гексозофосфатов к ФГК. [c.540]

За последнюю четверть века мы довольно много узнали о механизме восстановления углерода при фотосинтезе. И тем не менее, как это явствует из всего предыдущего обсуждения, остается еще много вопросов, которые пока не получили ответа. Так, остаются неясными многие детали реакций, ведущих от цикла восстановления углерода к различным вторичным путям биосинтеза. Требуют дальнейшего уточнения две важные проблемы — механизм образования ацетилкофермента А и гликолевой кислоты из продуктов цикла восстановления углерода. [c.550]

II. Методы, используемые для исследования пути углерода при фотосинтезе 538 [c.623]

Рис. 7.24. Изучение потребности в диоксиде углерода при фотосинтезе.

Таким образом, процесс превращения углерода при фотосинтезе имеет циклический характер и сопровождается образованием устойчивых продуктов. Он заканчивается синтезом рибулозодифосфата, который, присоединив СОг, снова возвращается в цикл. Однако назначение цикла не ограничивается только регенерацией акцептора СОг- Углеродные соединения в форме ФГК и фосфатов сахаров используются на синтез запасных веществ и на создание компонентов хлоропласта. [c.195]

Между процессами высвобождения углфода при дыхании и связывания углерода при фотосинтезе установилось известное равновесное состояние, что характерно как для материков, так и для океанов В такой обменный механизм включена только часть общего количества углфода всей биомассы [c.53]

Но в природе у многих тропических растений несколько иной способ фиксации диоксида углерода при фотосинтезе. У них нет фермента рибулозофосфаткарбоксилазы, и поэтому Сз-путь фиксации СО2 для них невозможен. При фотосинтезе в момент фиксации диоксида углерода у этих растений образуется четырехуглеродное соединение оксалоацетат. Эти растения были названы С4-растениями. Это явление в 60-х годах прошлого столетия открыли М. Хэтч и С. Слэк. Ими было показано, что процесс у С4-растений идет иным путем (см. рис. 8.7). [c.204]

Некоторые физиологи растений попытались выяснить, не могут ли растения осуществлять реакции, обратные реакциям гликолиза. После того как Кальвин и его сотрудники (см. стр. 275) обнаружили, что в превращениях углерода при фотосинтезе участвуют промежуточные продукты гликолиза, была предпринята попытка доказать обратимость реакций гликолиза вследствие высокого восстановительного потенциала и высокого отношения [АТФ]/[АДФ1. Однако, хотя промежуточные продукты гликолиза и фотосинтеза одинаковы, механизм этих процессов различный. Например, фруктозе-1,6-дифосфат образуется в результате реакции [c.99]

Уравнение (6.12) показывает, что хемосинтетическое восстановление двуокиси углерода у адаптированных водорослей требует наличия энзиматической связи между системой гидрогеааза — оксидаза на окислительном конце первичного фотохимического процесса и каталитической системой на восстановительном конце первичного процесса, которая осуществляет восстановление двуокиси углерода при фотосинтезе. [c.148]

Чесноков, Гречихина и Ермолаева [47] нашли, что дыхание также имеет сложный дневной ритм. Вследствие этого невозможно получить истинную скорость фотосинтеза в различное время дня путем измерения скорости выделения кислорода и введения поправки с расчетом на равномерное дыхание. Они также нашли, что дыхание листьев часто бывает гораздо интенсивнее, чем это обычно предполагалось прежде. Скорость дыхания, в особенности у молодых листьев, может приближаться к скорости фотосинтеза. Этим объясняется, почему скорость выделения двуокиси углерода во время полуденной депрессии у некоторых растений была найдена почти равной скорости потребления двуокиси углерода при фотосинтезе до и после этого периода покоя. [c.290]

Карбоксилирование — реакцию, возбуждавшую наибольший интерес в связи с первичной фиксацией двуокиси углерода при фотосинтезе,— можно толковать как присоединение органического соединения К—Н к двойным связям С=0 в двуокиси углерода. Таким образом, связь С—Н играет при карбоксилировании ту же роль, что и связь N—Н при карбаминации и связь О—П в гидратации двуокиси углерода [c.190]

Обзор различных обратимых процессов присоединения двуокиси углерода in vitro, сделанный в предыдущем разделе, иллюстрирует разнообразие реакций, которые могут происходить, когда двуокись углерода приходит во взаимодействие с живыми организмами. Это взаимодействие изучалось детально только для крови наблюдения над поглощением двуокиси углерода другими тканями, животными и растительными, были большей частью качественными. Спбр и Смит количественно исследовали превращение двуокиси углерода при фотосинтезе листьев подсолнечника. [c.196]

Изучение реакции Хилла (см. гл. XXXV) и поглощения на свету (см. гл. XXXVI) указывает на три возможных добавочных усложнения кинетики поглощения двуокиси углерода при фотосинтезе. [c.360]

В предыдущел разделе мы видели, что, несмотря на все затруднения, встреченные в попытках осуществить обращение декарбоксилирования карбоновых кислот в нейтральных средах in vitro, карбоксилирование представляется все же наиболее вероятным механизмом фиксации двуокиси углерода при фотосинтезе. В дополнение к прямым фактическим данным в пользу этой теории, подученным в опытах с радиоактивным углеродом, упомянем еще некоторые косвенные доказательства, даваемые во все возрастающем разнообразии нефотохимических процессов обмена веществ. В этих процессах двуокись углерода играет неожиданно активную роль, и они лучше всего объясняются вхождением двуокиси углерода в карбоксильные группы. [c.216]

Маскелл [26, 27], работавший в лаборатории Блэкмана, сделал новую попытку оправдать закон Блэкмана в его первоначальном виде. Он предположил, что причина кажущихся отклонений от этого закона лежит во взаимодействии факторов . Бот один из примеров того, что он имел в виду. В состоянии, лимитированном двуокисью углерода , определяющая скорость концентрация СО должна быть такой, какая преобладает в непосредственной близости с хлоропластами. Вследствие потребления двуокиси углерода при фотосинтезе эта концентрация является необязательно одинаковой с внешней концентрацией (в атмосфере или в окружающем растворе), но зависит от скорости диффузии двуокиси углерода из среды к хлоропластам и, таким образом, от отверстия устьиц. Следовательно, если освещение изменяет величину этих отверстий, оно может косвенно влиять на скорость фотосинтеза даже в состоянии, лимитированном двуокисью углерода , не потому, что скорость действительно чувствительна одновременно как к интенсивности света, I, так и к концентрации двуокиси углерода, [СОд], но потому, что освещение влияет на эффективное значение фактора [ Og]. [c.274]

Цифры, собранные в табл. 39, в отличие от тех, которые приведены Стиман-Нильсеном для Myriophyllum, не дают никаких указаний на широкое, прямое участие карбонатных ионов в фотосинтезе. Мы можем, например, отметить, что Эмерсон и Грин [88] смогли получить насыщение двуокисью углерода при фотосинтезе в кислом фосфатном буфере, когда среда содержала только 0,7 10- моль л Og. [c.305]

Общий объем бурного выделения газа (приблизительно эквивалентный количеству хлорофилла в клетке) находится в соответствии с гипотезой Франка но медленное поглощение двуокиси углерода в темноте (см. фиг. 229) требует объяснения, поскольку ход этого темнового поглощения (см. т. I, фиг. 27) указывает на то, что равновесие карбоксилирования Og-(-А—vA Og обычно устанавливается за несколько секунд. Следует отметить, что с той же трудностью встретились при попытке приписать подобному карбоксилированию поглощение радиоактивной двуокиси углерода в темноте (т. I, фиг. 26). Другая проблема возникает в связи с тем, что для насыщения описанного выше бурного газовыделения необходима высокая концентрация углекислоты (5%), между тем как форма кривых поглощения двуокиси углерода при фотосинтезе указывает на то, что акцептор должен быть насыщен углекислотой при ее концентрации ниже 0,1% Og. [c.520]

Современное состояние знаний о фотосинтезе является результатом двухвековой работы ученых. Сначала Пристли (1771 г.), затем Сенебьи (1782 I.) и Соссюр (1804 г.) установили выделение чистого воздуха (кислорода) и накопление углерода при фотосинтезе растений. Буссенго точно определил газообмен растений и первым установил, что при усвоении 6 моль СО2 выделяется 6 моль кислорода. Исключительно важную роль в развитии учения о фотосинтезе сыграли исследования Тимирязева. Он пришел к убеждению, что световая энергия, необходимая для фотосинтеза, поглощается хлорофиллом — сенсибилизатором фотосинтеза. Тимирязев писал Я был первым ботаником, заговорившим о законе сохранения энергии и соответственно с этим заменившим и слово свет выражением лучистая энергия [7]. [c.7]

При фиксации 02 в процессе фотосинтеза порядок появления метки в аминокислотах такой же. Ранние опыты по изучению пути углерода при фотосинтезе у одноклеточной водоросли S enedesmus выявили значительное накопление радиоактивности в аланине через [c.207]

Мяэталу X. И. О фиксации и распределении углерода при фотосинтезе листьев яблони в течение вегетации. Тезисы докл. 1-го Всесоюзн. биохим. съезда , т. II. М., Изд-во АН СССР, 1963. [c.159]

Хроматографическое исследование этим способом дало следующее распределение радиоактивного углерода при фотосинтезе взвеси водорослей хлореллы и сценедесмуса сепес1е5ти8 В.) в присутствии С Ю . При [c.308]

В 1894 г. Эмиль Фишер впервые четко сформулировал определение асимметрического синтеза на основании своих экспериментов по превращению моносахаридов в высшие гомологи по схеме циангидрипового синтеза, сопоставив этот процесс непосредственно с биохимическим процессом образования оптически активных сахаров в растениях [1]. Он высказал предположение, что двуокись углерода и вода, конденсируясь под влиянием солнечного света и хлорофилла, образуют формальдегид, который затем вступает в реакцию конденсации с другой молекулой формальдегида или с простейшими углеводами, причем под направленным воздействием оптически активных соединений в хлорофиллсодержащих зернах клетки реакция протекает таким образом, что вхождение каждого следующего асимметрического атома в цепь приводит к образованию только одной из двух возможных стерео-изомерных форм. В результате образуется молекула моносахарида. прочно связанная с хлорофиллом. Это образование затем распадается на оптически активный моносахарид и регенерированный хлорофилл — катализатор, способный вновь участвовать в этом цикле [1, 2]. Химический путь превращения углерода при фотосинтезе, установленный в настоящее время, в деталях имеет мало общего с этой упрощенной схемой, предложенной в конце прошлого столетия. Тем пе менее представления об асимметри-ческол синтезе, выдвинутые Фишером, в общих чертах остаются в силе и до настоящего времени. [c.11]

Работами последнего времени в группе несерных пурпурных бактерий обнаружено больщое разнообразие метаболических путей, в первую очередь связанных с получением энергии. Несерные пурпурные бактерии способны расти в темноте в аэробных или микроаэробных условиях. В этом случае они получают энергию в процессе дыхания За счет окисления тех органических соединений, которые используются этими организмами как доноры электронов или источники углерода при фотосинтезе. У несерных пурпурных бактерий, растущих в темноте в аэробных условиях, установлено наличие полного набора ферментов ЦТК, осуществляющих окисление органических субстратов, электроны с которых через электронтранспортную цепь поступают на Ог- [c.257]

В биохимии открыты так называемые метаболические циклы, в процессе которых в организме осуществляется илн полный распад сравнительно несложных по своему строению соединений различных продуктов обмена веществ (сахара, уксусная кислота, лимонная кислота и др.) — м ет а бол ито в или синтез тех или иных соединений, К таким циклам относятся цикл трикарбоновых кислот, пентозофосфатиый цикл, цикл превращения углерода при фотосинтезе, циклы образования и превращения азотистых веществ, жиров. [c.391]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология