Серные бактерии фотосинтез

У всех фотосинтезирующих организмов, включая высшие растения, фотосинтез протекает в мембранных структурах. У пурпурных бактерий поглощающие свет пигменты (бактериальные хлорофиллы и каротины) встроены в мембраны, которые представляют собой складки наружной клеточной мембраны. Эти участки имеют характерную структуру и называются хроматофорами. Они состоят из соединяющихся между собой полых пузырьков, параллельно расположенных трубочек или параллельных пластинок (ламелл) диаметр всей структуры — 50—100 нм. У зеленых бактерий пигменты выстилают внутриклеточные пузырьки. В настоящее время фотосинтезирующие бактерии обитают только в серных источниках и глубоких озерах, но когда-то они были, вероятно, распространены гораздо более широко и являлись единственными фотосинтезирующими организмами на Земле. [c.25]

Рис. 7-53. Изменения редокс-потенциала при прохождении электропов в процессе фотосинтеза с образованием NADPH и АТР ) растений и цианобактерий. Фотосистема II очень похожа на реакционный центр пурпурных бактерий (см. рис. 7-50), с которым она эволюционно связана. Фотосистема I отличается от этих двух систем как полагают, она эволюционно родственна фотосистемам другой группы прокариот - зеленых бактерий. В фотосистеме I электроны возбужденного хлорофилла проходят через ряд прочно связанных железо-серных центров. Две последовательно соединенные фотосистемы обеспечивают суммарный поток электронов от воды к NADP с образованием NADPH. Кроме того, образуется АТР с помощью АТР-синтетазы (не показана) за счет энергии электрохимического протонного градиента, который создается электронтранспортной цепью, связывающей фотосистему II с фотосистемой I. Эту Z-схему образования АТР называют нециклическим фосфорилированием в отличие от циклической схемы, представленной на рис. 7-54 (см. также рис. 7-52).

Еще в 30-е годы XX века при сравнительном исследовании процессов фотосинтеза у некоторых фотосинтезирующих бактерий было замечено, что при культивировании на свету и в присутствии Н28 происходило образование органических веществ, но выделения кислорода не наблюдалось. Несколько позднее было обнаружено, что реакции фотосинтеза у зеленых растений и зеленых серных бактерий очень сходны [c.182]

Рис. 7-60. Поток электронов в относительно примитивной схеме нециклического фотосинтеза у современных зеленых серных бактерий Фотосистема зеленых бактерий сходна с фотосистемой I растений и цианобактерий тем, что в ней тоже используется ряд железо-серных центров,

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

Все пурпурные бактерии характеризуются сходным строением и функционированием фотосинтетического аппарата. Они могут расти на свету в анаэробных условиях, осуществляя фотосинтез бескислородного типа. Однако по целому ряду физиологических особенностей, в том числе и по использованию разных соединений в качестве донора электронов при фотосинтезе, между представителями пурпурных бактерий обнаружены значительные различия. Поэтому на основании ряда физиологических признаков группу подразделяют на пурпурные серные и несерные бактерии. [c.298]

В то время как зеленые растения окисляют воду и выделяют Оа, другие типы фотосинтезирующих организмов окисляют иные субстраты. Зеленые серные бактерии на свету окисляют На8 и выделяют серу. Другие организмы могут окислять такие соединения, как вторичные спирты (пурпурные бактерии [21]) или даже молекулярный водород (адаптированные зеленые водоросли [22]). Ван Нилем [44] было сформулировано уравнение (6), представляющее в общем виде все известные типы фотосинтеза (НаА — окисляющееся вещество) [c.536]

Это уравнение напоминает уравнение обычного фотосинтеза в зеленых растениях, но оно имеет более общий характер, так как К может обозначать самые разнообразные радикалы — от отдельных атомов до химически ненасыщенных групп. Если К представляет собой атом кислорода, то мы имеем обычный фотосинтез зеленых растений если это атом серы, то мы имеем фотосинтез серных бактерий и т. д. [c.53]

Рис. 133. Схема фотосинтеза у зеленых серных бактерий (— — циклический путь — нециклический путь МХ — менахинон)

Фотосинтезирующие серные бактерии, развиваясь в анаэробных условиях, окисляют сероводород в процессе аноксигенного фотосинтеза [c.449]

В противоположность ранним представлениям [1785] сейчас нашло общее признание положение о том, что в эволюции фотосинтеза была только одна главная линия [1913, 1914]. Эта линия ведет от нефотосинтезирующих бактерий к фотосинтезирующим и наконец к растениям. Конечно, эта концепция не исключает того, что существующие сейчас виды фотосинтезирующих бактерий, особенно зеленые серные бактерии [11, Б), расположены на концах боковых ветвей [c.121]

Рис. 9-57. Поток электронов в относительно примитивной схеме нециклического фотосинтеза у современных зеленых серных бактерий.

Почему именно красные лучи наиболее эффективны для фотосинтеза Во-первых, потому, что энергия 1 кванта красного света (176 кДж/моль = 42 ккал/моль) вполне достаточна для перехода молекулы хлорофилла на первый синглетный уровень возбуждения (см. рис. 3.4). Затем эта энергия целиком может быть использована на фотохимические реакции. Энергия же 1 кванта синего света выше (293 кДж/моль = = 70 ккал/моль). Поглотив квант синего света, молекула хлорофилла переходит на более высокий уровень синглетного возбуждения 8, и эта излишняя энергия превращается в теплоту при переходе молекулы в состояние 5. Энергия 1 кванта красного света примерно эквивалентна энергии перехода окислительно-восстановительного потенциала системы от Е о= -Ь0,8 В до Е о= -0,8 В (см. рис. 3.10). Энергия 1 кванта инфракрасных лучей уже недостаточна для фотоокисления воды, но у фотосинтезирующих серных бактерий эта энергия [c.109]

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]

Схема фотосинтеза у зеленых серных бактерий несколько иная (рис. 133). Из схемы видно, что есть различие в переносчиках электронов, а также что восстановительные эквиваленты могут синтезироваться путем простого нециклического процесса от ферредоксина, если внешние доноры электронов (НгЗ, 8°, и др.) будут восстанавливать 84о. Подобная принципиальная схема фотосинтеза обнаружена у еще одной группы фототрофных микроорганизмов — гелиобактерий. [c.186]

Было проведено много исследований, направленных на выяснение структурной основы фотосинтеза и его распределения внутри клетки у несерных и у родственных им серны.ч пурпурных бактерий [271, 404, 525, 635, 689, 1077, 1094, 1924—1926]. В мембранной системе хлорофилл и его партнеры по реакциям содержатся в так называемых тилакоидах (уплощенных пузырьках с двойной мембраной) [1248, 1249]. Фрагментированные тилакоиды известны как хроматофоры [1617]. [c.106]

Необходимую для жизнедеятельности энергию они получают или при фотосинтезе (усвоение углекислоты зелеными растениями и пурпурными серными бактериями), или хемосинтезе — путем окисления аммония, серы, нитритов, солей железа (П) и т. д. К ним относятся нитрифицирующие бактерии, железобактерии, бесцвет пые серные бактерии и тионовокислые. [c.255]

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]

Жизнедеятельность фотоавтотрофных бактерий связана с фотосинтезом так, зеленые и темно-красные серные бактерии используют световую энергию для расщепления сероводорода на серу, откладываемую в клетках, и водород, из которого образуются (с участием СО2) углеводы. Имеются разновидности хемоавтотрофных бактерий, которые получают энергию путем окисления различных соединений серы [c.570]

Мы только что подчеркнули, что при фотоорганотрофии использование СОг является лишь случайным. Но мы привыкли мысленно ассоциировать крупномасштабное восстановление СОг с фотосинтезом, и это правильно. Использование СОг для производства биомассы в конце концов стало важным эволю ционным достижением фотопрафов. Больш их достижений достигли в этом смысле появившиеся позже фо-тотрофы, а именио окрашенные серные бактерии II) и растения (12). Пришло время обсудить механизмы восстановительной ассимиляции СОг, т. е. процессов, приводящих к суммарному накоплению углерода и увеличению биомассы. [c.107]

В анаэробных зонах биологическое окисление сероводорода и серы осуществляется фотосинтезирующими бактериями в процессе аноксиген-ного фотосинтеза до элементарной серы и сульфата. Так, фототрофные пурпурные серные бактерии, обитающие в средах, содержащих сероводород, окисляют его с образованием сульфата [c.67]

В случае ряда фототрофных прокариот (зеленых и пурпурных серных бактерий) донорами электронов являются сероводород или сера. Тогда фотосинтез является бескислородным или анок-сигенным [c.61]

Обратимся теперь к химическим изменениям при фотосинтезе. Важное значение для выяснения механизма фотосинтеза имеет источник кислорода, выделяемого зелеными растениями. Сравнительные исследования фотосинтеза у многих организмов привели к открытию этого источника уже в 1931 г. Некоторые фотосинтезирующие бактерии в присутствии света превращают сероводород в серу. Корнелис ван Нил ( ornells Van Niel) обнаружил, что реакции фотосинтеза у зеленых растений и зеленых серных бактерий очень сходны [c.186]

В уравнениях (5.3) — (5.7) мы даем величины теплоты фоторедукции 1 моля двуокиси углерода, принимая 51 ккал за теплоту образования группы СНзО . Они варьируют от ДН=- -13 ккал для окисления серы в серную кислоту до ДН = — 25 ккал для восстановления двуокиси углерода молекулярным водородом. Таким образом, фотохимические реакции автотрофных бактерий либо экзотермичны, либо слабо эндотермичны (по сравнению с фотосинтезом высших растений, где ДН=112 ккал). Однако восстанорление [c.108]

Некоторые виды бактерий пурпурного или зеленого цвета содержат пигмент, называемый бактериохлоро-филлом, который очень близок к хлорофиллу зеленых растений. Они хорошо растут в серных водах или в других средах, содержащих восстанавливающие вещества. Микробиолог Ван-Ниль показал, что эти бактерии могут создавать органические вещества из неорганических на свету. Он предлагает для фотосинтеза, осуществляемого этими бактериями, следующее общее химическое уравнение [c.53]

Важной геохимич. функцией растений является фотосинтез-, в течение года все растения усваивают ок. 175 млрд. мг углерода, т. е. за 300—400 лет потребляется количество СОа, равное общему содержанию ее в воздухе. Каждые 5—6 млн. лет растения разлагают количество воды, равное объему всей гидросферы. Т. обр., живые организмы являются активными участниками круговорота веществ в природе. Прямо влияя на состав атмосферы и связанный с нею комплекс атмосферных явлений, живая природа тем самым косвенно способствует изменению поверхности литосферы разрушению (выветриванию) горных пород, миграции входящих в их состав химич. элементов и последующему их рассеянию или концентрированию с образованием новых минеральных форм. Активное влияние растений на литосферу заключается в химич. разложении пород под действием выделяемых кислот (напр., гуминовых) и механич. их разрушении под действием фактора роста. В процессе жизнедеятельности многие организмы усваивают и концентрируют нек-рые химич. элементы кремний (водоросли, губки, наземные растения), кальций (водоросли, моллюски, корненожки и позвоночные), ванадий (оболочники, иглокожие), иод (губки, водоросли) и т. д. После их отмирания образуются толщи осадочных пород, обогащенных этими элементами, или состоящих целиком из скелетов организмов (коралловые и раковинные известняки, диатомиты и др.). Не менее важная роль принадлежит бактериям, образующим скопления многих марганцовых и серных руд. Комплекс горных пород — нродуктов органич. жизни — наз. биолитами. Горючие (органические) биолиты наз. каустобиолитами (торф, угли, нефть, газы природные горючие). [c.217]

Рис. 7-52. Перенос электронов в нроцессе фотосинтеза в тилакоидной мембране. Подвижными нереносчиками электронов в этой цени служат нластохинон (очень сходный с убихиноном митохондрий), нластоцианин (небольшой медьсодержащий белок) и ферредоксин (небольшой белок, содержащий железо-серный центр). Комплекс bh-f очень похож на комплекс b- i митохондрий и комплекс Ъ-с бактерий (см. рис. 7-63) все гри комплекса принимают электроны от хинонов и перекачивают протоны. Обратите внимание, что протоны, высвобождаемые при окислении воды, и протоны, захватываемые при образовании NADPH, тоже участвуют в создании электрохимического протонного градиента, доставляющего энергию

Смотреть страницы где упоминается термин Серные бактерии фотосинтез: [c.110] [c.684] [c.360] [c.519] [c.314] [c.325] [c.29] [c.29] [c.187] [c.247] [c.107] [c.325] [c.307] [c.384] [c.508] [c.217] [c.114] [c.182] [c.44] [c.44]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология