Фотосинтез доноры водорода

Основные отличия бактериального фотосинтеза от фотосинтеза зеленых растений заключаются в том, что донором водорода является не вода, а другие соедине- ния и что бактериальный фотосинтез не сопровождается выделением кислорода. [c.61]

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]

Возникновение в ходе эволюции фотоавтотрофных бактерий, обладающих способностью вовлекать неорганический углерод в обмен веществ за счет энергии солнца, сыграло большую роль в дальнейшем развитии жизни ка Земле. Вместе с тем, специфичность, малая распространенность и относительно низкая химическая устойчивость соединений, используемых этими организмами в качестве доноров водорода, ограничивали роль бактериального фотосинтеза в экономике органической жизни на Земле. Необходимо также учитывать, что для восстановления СОг пурпурные и зеленые бактерии нуждаются в богатых энергией донорах электронов, вследствие чего эти организмы лишь в малой степени способствуют накоплению свободной энергии в живом мире. Таковы причины, по которым бактериальный фотосинтез не мог сколько-нибудь существенно сказаться и на общих условиях, на общем характере жизни на Земле, поскольку остатки соединений водорода, используемых в ходе этой функции, принадлежат к веществам, биологически мало активным и мало ценным. [c.101]

Важнейшим этапом в эволюции биосферы можно считать появление способности к принципиально новому типу автотрофной ассимиляции СО-. — фотосинтезу. Процесс фотосинтеза отличается от фоторедукции по целому ряду признаков в качестве донора водорода, идущего на восстановление СО2, используется вода восстановление углекислого газа сопряжено с выделением кислорода продуктами фотосинтеза являются преимущественно углеводы, а не органические кислоты и аминокислоты. Способностью к фотосинтезу обладают водоросли и выс-щие растения. Продуктивность фотосинтеза у них выше масштабов потребления ассимилятов, и поэтому часть из них (углеводы) может откладываться в виде запасных веществ. В темноте они расходуются в процессе дыхания, поддерживая потребности клеток в метаболитах и энергии. Можно считать, что появление фотосинтеза и накопление кислорода в атмосфере привело к возникновению дыхания. Водоросли оказались в гораздо более выгодном положении по сравнению с бактериями, осуществляющими фоторедукцию. Первые удовлетворяли свои потребности в энергии и метаболитах для осуществления биосинтезов и других эндергонических процессов на свету за счет фотосинтеза, а в темноте — за счет дыхания. Развитие же вторых находится в полной зависимости от освещения и не может нормально [c.19]

К цветным серобактериям относятся пурпурные и зеленые бактерии-литотрофы, имеющие хлорофилл. Источником энергии для автотрофной ассимиляции СОа служит свет. Фотосинтез у них протекает в анаэробных условиях и не сопровождается выделением кислорода. Донором водорода для восстановления СОг у них служит НгЗ, эти организмы — фотоавтотрофы (фотоавто-литотрофы). [c.130]

В результате исследований ван Ниль пришел к следуюш им двум основным выводам. Во-первых, наблюдения и Энгельмана, и Виноградского, и Молиша совершенно правильны, но произведены над различными организмами. Суш,еетвует два рода серобактерий— пигментированные фотоавтотрофные (Энгельман) и непигмен-тированиые (Виноградский), кроме того суш ествует еш,е особый вид пигментироваппых бактерий — гетеротрофные пурпурные бактерии (Молиш). Во-вторых, у фотосинтезирующих серных бактерий окисление сероводорода — не самостоятельный процесс, зависимый от нормального фотосинтеза только благодаря снабжению свободным кислородом, но представляет собой часть самого фотосинтетического механизма. Фотосинтез этих бактерий отличается от фотосинтеза высших растений тем, что в нем сероводород играет роль донора водорода вместо воды. [c.105]

Такой тип фотосинтеза получил название фоторедукции. Основное отличие бактериальной фотореДукции от фотосинтеза зеленых растений заключается в том, что донором водорода является не вода, а другие соединения и что фоторедукция не сопровождается выделением кислорода. [c.60]

Пурпурные и зеленые бактерии, объединяемые в порядок Rhode spirillales , можно рассматривать как реликтовые организмы, дошедшие до нас из времен начальной эволюции фотосинтеза. Они не в состоянии использовать в качестве донора водорода воду (как это делают зеленые растения) им требуются доноры с более высокой степенью восстановления (HjS, Hj или органические вещества). Поэтому фотосинтез у этих бактерий протекает без выделения О2. В таких случаях говорят об аноксигенном фотосинтезе. Бактерии этой группы - типичные водные организмы, распространенные как в пресной, так и в морской воде. Их красная, оранжевая или зеленая окраска обусловлена присутствием бактериохлорофиллов и каротиноидов. [c.366]

Некоторые виды бактерий, к которым относятся зеленые и пурпурные серобактерии, для жизнедеятельности используют в качестве донора водорода не воду, а сероводород. Такой тип фотосинтеза получил название фоторедукции [c.61]

Пурпурные серные бактерии используют HjS в качестве донора водорода при фотосинтезе. Кислород не вьщеляется, поскольку у бактерий отсутствует фотосистема II. [c.725]

Впрочем, некоторые авторы придерживаются точки зрения, согласно которой вода как донор электрона принимает участие и в бактериальном фотосинтезе, но фотоавтотрофные бактерии не способны удалять окислитель путем образования кислорода для удаления последнего эти организмы используют дополнительный донор водорода. [c.161]

В процессе бактериального фотосинтеза, когда донорами водорода являются другие соединения, выделяется не кислород, а другой окисленный компонент. [c.23]

Описанные выше реакции окисления кислородом, сенсибилизованные пигментами, термодинамически могут идти и самопроизвольно, так как сопровождаются уменьшением свободной энергии. Принципиально важнее те фотохимические реакции, которые подобно фотосинтезу приводят к увеличению свободной энергии системы, — реакции, которые запасают энергию. С этой точки зрения суш,ественны наши опыты, в которых на модельных пока объектах осуществлен перенос атома водорода к акцептору, уровень восстановительного потенциала которого лежит у более высоких значений, чем для донора водорода (см. схему на стр. 372). [c.371]

В акте фотосинтеза вода используется в качестве донора водорода, с помощью которого осуществляется восстановление СОг, фиксированной той или иной органической молекулой, тогда как кислород воды пополняет запасы этого газа в воздушной среде. [c.305]

В фотосинтезе бактериального типа источником электронов служат внешние доноры водорода (простые органические молекулы, сероводород). [c.285]

Выделяющийся в результате фотолиза воды кислород — основной, если не единственный, фактор формирования земной атмосферы и поддержания в ней кислородного баланса. Однако не всегда фотосинтез сопровождается выделением кислорода. Не выделяют кислород микроорганизмы, у которых в качестве донора водорода выступает не вода, а другие водородсодержащие вещества эфиры органических кислот, сами кислоты, вторичные спирты, неорганические соединения серы или даже молекулярный водород [c.42]

Донором водорода Н2А у зеленых растений является Н2О, у фотосинтезирующих серных бактерий-Н28. Таким образом, фотосинтез у зеленых растений может быть сформулирован как реакция восстановления СО2 водородом, происходящим из воды. Вьщеление кислорода будет тогда необходимым следствием этого процесса дегидрирования. Суть такого взгляда на фотосинтез может быть выражена следующим образом вода расщепляется светом. [c.186]

Первоначальный источник водорода, присоединяемого к НАДФ, у разны.х фотосинтезирующих организмов различен. Во всех случаях молекула-донор расщепляется на водород и окисленный остаток. Водород восстанавливает НАДФ, а окисленный ко.мпоиент обычно высвобождается в окружающую среду. У прокариотов, способных к фотосинтезу ( бактериальный фотосинтез), донорами водорода могут быть разные молекулы, но это никогда не бывает вода. Только в фотосинтезе зеленых растений для получения водорода используется расщепление воды. Отход этой реакции — молекулярный кислород — выделяется в окружающую среду. В биологической эволюции ни один случай загрязнения среды не имел столь далеко идущих последствий благодаря своему высокому сродству к электронам кислород явился незаменимым субстратом для совершенно новой формы обмена веществ — дыхания. Дыхательный обмен привел к высокому уровню. метаболической эффективности, чго в свою очередь открыло путь для эволюции организмов с неизмеримо более высоким уровнем интенсивиости физиологических процессов. [c.40]

Цианобактерии используют в качестве донора водорода воду и выделяют на свету кислород. Таким образом, они осуществляют оксигенный фотосинтез. Пигментная система этих бактерий включает хлорофилл а, каротиноиды и фикобилины. Поскольку процесс фотосинтеза у цианобактерий принципиально не отличается от фотосинтеза зеленых растений, эту группу бактерий до недавнего времени рассматривали совместно с фотосинтезирующими эукариотами и называли сине-зелеными водорослями. Однако по строению своих клеток это типичные прокариоты. Цианобактерии уже были подробно описаны в разделе 3.21 и здесь рассматриваться не будут . [c.366]

Вполне вероятно, что у высших растений этот путь восстановления почти такой же, как путь восстановления ФАФС у дрожжей [2]. Однако у высших растений восстановленный пиридиннуклеотид не принимает участия в восстановлении в качестве донора водорода. Возможно, в конечном счете окажется, что с этим процессом связан восстановитель, образующийся в результате фотосинтеза (такой, как ферредоксин). [c.279]

Корнелис ван Ниль, один из тех, кто первым занялся изучением метаболизма в сравнительном плане, прищел к убеждению, что у растений и бактерий процессы фотосинтеза в основе своей одинаковы, хотя в них используются разные доноры водорода. Сходство это становится явным, если написать уравнение фотосинтеза в более общей форме [c.686]

После установления Оактериального фотосинтеза, естественно, встал вопрос о роли различных доноров водорода в этом процессе. Вначале ван Киль предполагал так же. как это принято в настоящее время, что в оактериальном фотосинтезе сероводород или другие доноры водорйда играют ту же роль, что вода в процессе фотосинтеза зеленых растений, а шленно активированный на [c.23]

Представление вая Ниля, поддерживаемое и Га фроном о воде как едином источнике электрона (водорода) для всех типов восстановления СО на свету, не иодтвервдается большинством современных раоот, согласно которым вода является донором электрона (водорода) только в процессе фотосинтеза растений, идущего с ввделением кислорода. В бактериальном же фотосинтезе донором электрона йвляится более сильные восстановители (Н2 [c.26]

Для покрытия энергетических затрат, связанных с осуществлением реакции (1), теоретически достаточно трех квантов красного света (1 Эйнштейн для 680 им соответствует примерно 40 ккал). Одиако в реальных условиях требуется большая энергия. Обычно в литературе используется понятие квантового расхода (величина, обратная квантовому выходу), который определяется количеством квантов, необходимых для образования тех или иных продуктов фотосинтеза. Минимальное определенное в эксперименте значение квантового расхода на образование одной молекулы Ог колеблется, по данным различных авторов, от 4 до 12. Наиболее корректные и прецизионные определения последних лет дают величину 8ftv и для фотосинтетиков, использующих в качестве донора водорода воду, и для микроорганизмов с иными донорами водорода. [c.45]

Крупнейшим достижением в области фотобиологии явилось открытие А. А. Красновским в 1948 г. реакции обратимого фотовосстановления хлорофилла в эвакуированном пиридиновом растворе в присутствии доноров водорода (аскорбиновая кислота) с образованием розовой формы пигмента с максимумом поглощения при 525 нм. В настоящее время считается общепризнанным, что первичная фотохимическая реакция фотосинтеза — это обратимое окислительно-восстановительное превращение хлорофилла. Квантовый выход реакции фотовосстановления хлорофилла составляет 2 10-2 3 этанол-водно-пиридино-вых и 7 10-2 3 водно-пиридиновых растворах. Реакция Красновского протекает в несколько стадий [c.62]

Автор несколько упрощенно изображает процесс фотосинтеза. Фактически СО2 не разлагается на С и О2, а происходит восстановление СО2, при котором вода служит донором водорода выделяющийся О2 образуется из воды.— Ярыл. ред. [c.139]

Примерно ДО начала 1930-х годов многие исследователи в этой области полагали, что первичная реакция фотосинтеза заключается в расщеплении двуокиси углерода под действием овета на углерод и кислород с последующим восстановлением углерода до углеводов с участием воды в ходе нескольких последовательных реакций. Эта точка зрения изменилась в 1930-х годах в результате двух важных открытий. Во-первых, были обнаружены разновидности бактерий, способных ассимилировать СО2 и синтезировать углеводы, не ичпользуя для этого энергию света. Затем голландский микробиолог ван Нил (van Niel) сравнил процессы фотосинтеза у растений и бактерий и показал, что некоторые бактерии могут ассимилировать СО2 на свету, не выделяя при этом О2. Такие бактерии способны к фотосинтезу лишь при наличии подходящего субстрата — донора водорода. Ван Нил считал, что фотосинтез можно описать общим уравнением [c.30]

Рубен и Камен (1941) установили, что общее уравнение Ван Нила справедливо и в случае фотосинтеза в зеленых растениях. Если процесс протекает в присутствии меченой воды, то последняя оказывается донорам атомощ водорода, так как 1Ири этом образуется изотоп кислорода [c.581]

Смотреть страницы где упоминается термин Фотосинтез доноры водорода: [c.328] [c.274] [c.686] [c.379] [c.384] [c.384] [c.385] [c.508] [c.318] [c.39] [c.23] [c.24] [c.25] [c.32] [c.258] [c.95] [c.164] [c.23] [c.63] [c.9] [c.317] [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология