Фотосинтез последовательность образования

В фотосинтезе высших растений и водорослей (рис. 10.1) энергия света поглощается и используется для расщепления молекул воды. Этот простой процесс (световая реакция) приводит к выделению кислорода и к образованию восстановительных эквивалентов, которые затем используются в последовательности темновых реакций для фиксации двуокиси углерода в доступной форме углеводов. Углеводы могут утилизироваться как энергетические запасы или как источник углерода для синтеза всех других молекул, в которых нуждается растение. В ходе фотосинтеза происходит образование АТР по сопряженному механизму фотофосфорилирования. [c.327]

Последовательность образования промежуточных продуктов прн фотосинтезе. По мере увеличения времени выдерживания [c.586]

Таким образом, естественный фотосинтез питается энергией излучения ближней инфракрасной области спектра благодаря образованию промежуточных продуктов, аккумулирующих эту энергию. Время жизни этих продуктов достаточно, чтобы дождаться второго фотона. Вторая порция поглощенной энергии добавляется к первой, так что суммарной энергии хватает на образование или разрыв химических связей в молекуле растения. Некоторые элементарные акты этой последовательности превращений осуществляются за время. [c.71]

В АТФ энергия запасена в связях Р—О—Р последовательный гидролиз трифосфата и дифосфата приводит к выделению 77 кДж/моль. АТФ образуется не только при фотосинтезе, в митохондриях клеток его синтез является результатом запасания энергии, образовавшейся в процессе окисления органически связанного углерода, т. е. в процессе дыхания. Однако интенсивность образования АТФ у фотосинтезирующих организмов при использовании энергии света в десятки раз превосходит интенсивность появления АТФ в результате окислительного фосфорилирования. [c.33]

Фиг. 112. Последовательность реакций образования сахарозы и крахмала из промежуточных продуктов фотосинтеза.

Для превращения промежуточных продуктов фотосинтетического цикла восстановления углерода в ацетилкофермент А возможны два нути. Один из них — гидролиз ФЕП до пировиноградной кислоты. Пировиноградная кислота должна затем окислиться с помощью оксидазы пировиноградной кислоты в присутствии липоевой кислоты и кофермента А с образованием восстановленной липоевой кислоты, двуокиси углерода и ацетилкофермента А (гл. 10). Подобная последовательность реакций имеет большое значение при дыхании. Однако маловероятно, чтобы эти реакции имели место в хлоропластах при фотосинтезе — в основном из-за восстановительной среды хлоропластов. Кофакторы, переносящие электроны в процессе фотосинтеза, постоянно находятся в восстановленном состоянии, в отличие от того, что имеет место в дыхательных системах, переносящих электроны к кислороду и поэтому находящихся в окисленном состоянии. [c.548]

Основными фактами, которые были получены при изучении фотосинтеза, являются световое образование молекулярного кислорода из воды и восстановление СО2 в цикле превращений углерода в результате темновых реакций. Вся последовательность ферментативных реакций, принимающих участие в восстановлении СО2, также осуществляется в отсутствие света. Вместе с тем все 11 ферментов, принимающих участие в реакциях цикла восстановления углерода, очень широко распространены в природе и могут быть найдены также в организмах, не имеющих прямого отношения к процессу фотосинтеза. [c.337]

Темновая стадия фотосинтеза, суммарное уравнение. Последовательность реакций до образования 3-фосфоглицеринового альдегида. [c.205]

Основу фотосинтеза составляет последовательная цепь окислительновосстановительных реакций, в ходе которых осуществляется перенос электронов от донора — восстановителя (вода, водород и др.) — к акцептору — окислителю (СО2, ацетат) — с образованием восстановленных соединений (углеводов) и вьщелением молекулярного кислорода О2. [c.417]

Как видно, система (будь она закрытой или открытой), где отсутствует механизм преобразования энергии, никоим образом не является подтверждением теории эволюции. И никто не утверждает, что в условиях первичной атмосферы присутствовали настолько комплексные и разумные механизмы. По сути, основная тупиковая проблема для эволюционистов заключается в том, как возник подобный комплексный механизм превращения солнечной энергии, к примеру, фотосинтез растений, повторить который не смогла даже современная технология. Именно поэтому солнечная энергия, поступавшая в первичную атмосферу, никоим образом не могла способствовать появлению систематичности и упорядоченности. Как бы ни повышалась температура, аминокислоты будут продолжать противодействовать образованию последовательных соединений. Для получения более сложных, чем аминокислоты, молекул белков и более комплексных, чем белки, органелл клеток, опять-таки недостаточно одной лишь энергии. Основополагающий фактор в возникновении живой клетки - сознательный проект, или же другими словами, творение. [c.130]

Из приводившихся в табл. 16 данных можно сделать вывод и о последовательности образования катехинов в листьях чая. При всех экспозициях простые катехины имеют значительно большую удельную радиоактивность, чем галлированные. При этом удельная радиоактивность (—)-эпикатехина при более коротких экспозициях (1 час и 15 мин) выше удельной радиоактивности (—)-эпигалло-катехина. Следовательно, (—)-эпикатехин и является тем первичным катехином, который образуется при фотосинтезе побегов чайного растения. Такой вывод совпадает и с данными, полученными ранее при изучении образования катехинов в прорастающих семенах чая (стр. 104). [c.110]

Циклобутановый фотосинтез является общей реакцией этиленовых производных, он достаточно подробно изучался. Предполагалось, что фотоциклодимеризация может протекать как двухступенчатый процесс с последовательным образованием двух новых С—С связей. Однако недавно было показано, что процесс образования димера из циннамоильных производных протекает как одноступенчатый, его высокая эффективность объясняется протеканием реакции с сохранением орбитальной симметрии. [c.99]

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).

Большая часть исследований с использованием трития, фосфора-32 и особенно углерода-14 направлена, на идентификацию промежуточных продуктов фотосинтеза и изучение последовательности их образования, а также на изучение различных биопродуктов, полиацетатных соединений, алкалоидов и т. д. [519—523]. [c.284]

Рассмотрш связь полученных результатов с механизмом образования кислорода при фотосинтезе. Согласно гипотезе Кока [з],кисло-родвыдехяющий центр фотосистемы П может находится в пяти состояниях > степень окисления которых отличается на одну единицу. Под действием четырех квантов света происходит последовательно окисление до, которое окисляет воду с образованием О . Считая, ч о число атомов марганца в активном центре равно трем, можно предложить следующий механизм выделения О2. находящийся в соответствии с четырехквантовой схемой окисления воды [c.154]

Первая стадия окисления этих гексоз до диоксида углерода и воды — расщепление на трехуглеродные фрагменты с помощью процесса, известного под названием гликолиз (рис. 15.4). Глюкоза или фруктоза превращаются во фруктозо-1,6-дифос-фат, который расщепляется с образованием двух взаимопре-вращающихся трехуглеродных фрагментов диоксиацетонфос-фата и глицеральдегид-З-фосфата. Стадия расщепления — это ретроальдольная реакция (т. е. реакция, обратная альдольной конденсации, гл. 8), а стадии образования из глюкозы двух трехуглеродных единиц точно обратны некоторым стадиям темновой реакции в фотосинтезе (разд. 13.2). Оба трехуглеродных фрагмента превращаются в 2 моля пировиноградной кислоты путем последовательных реакций, во время которых 4 моля АДФ дают АТФ, а 2 моля НАД+ —НАДН. Учитывая, что 2 моля АТФ тратятся на фосфорилирование гексоз, получаем, что суммарный расход на весь процесс гликолиза составляет 2 моля АТФ и 2 моля НАДН. [c.311]

Авторы подтверждают также наблюдение Рубена с сотрудниками, что последовательное эвакуирование и экспонирование с С 02 увеличивают абсорбционную активность, например с 0,03 до 0,08 мл в 1,3 г листьев после трех циклов. Концентрация акцептора в листьях (принимая етехиометрическое отношение акцептора к двуокиси углерода равным 1 1) составляет от 4 до 5 10- моль1л, т. е. она близка к концентрации хлорофилла в листьях подсолнечника (последняя в 3—5 раз меньше, чем в клетках hlorella). Радиоактивный комплекс Oa), образуюш ийся в темноте, используется затем на свету это подтверждает предположение, что его образование есть подготовительная фаза фотосинтеза. [c.214]

Франк и Г ерцфельд [26] указали, что если восстановление двуокиси углерода происходит путем нескольких последовательных фотохимических стадий (см. т. I, фиг. 20), то промежуточные продукты должны обладать определенной степенью устойчивости, чтобы избежать обратного окисления при ожидании следующего кванта световой энергии. Следовательно, энергию, потребную для стабилизации нескольких промежуточных продуктов, следует прибавить к затрате энергии, потребной для фотосинтеза. Должны быть также сделаны дальнейшие допущения относительно теплоты образования комплекса СОд и теплоты разложения перекиси, которая является вероятным предшественником кислорода, выделяемого при фотосинтезе. [c.522]

Осно)вными углеводного характера конечными прО дуктами фотосинтеза у большинства растений являются сахароза и крахмал. Последовательность реакций фото-синтетичеокогг образования этих углеводов приводится на фиг. П2. [c.238]

Все возможности были проверены Бассамом и Кёрком [5], которые значительно усовершенствовали методику исследования фотосинтеза в стационарных условиях, что позволило проводить непосредственное сравнение измеренных скоростей фиксации С Ог и со скоростями появления в индивидуальных соединениях. Эти исследователи показали, что в клетках хлореллы скорость включения метки в сахарозу (наиболее быстро метяш,ийся углевод) составляет лишь несколько процентов от общей скорости поглощения Скорость включения метки в сахарозу не выше, чем скорость появления метки в некоторых других вторичных продуктах, например в аланине. Включение метки в сахарозу в течение первых нескольких секунд фотосинтеза будет совершенно незначительным. Эти экспериментальные данные исключают возможность сколько-нибудь значительного образования сахарозы через какую-то последовательность неизвестных промежуточных соединений, встречающихся в очень малой концентрации. [c.546]

Образование гликолевой кислоты, как предполагают, объясняется гидролизом связи атома хлора с атомом углерода и амидной связи. Гликолевая кислота может находиться в равновесии с глиоксиловой кислотой, причем концентрация каждой кислоты зависит от процессов дыхания и фотосинтеза в растении в момент сбора растения. Как только образуются гликолевая или глиоксиловая кислоты, происходит выделение СОг, фотосинтетическая фиксация СОг приводит к появлению разнообразных меченых продуктов, равно как и включение меченой гликолевой кислоты в последовательность реакций биосинтеза. Хроматографические анализы экстрактов растений, собранных через 20 и более суток после обработки, всегда содержат многочисленные меченые продукты. [c.170]

Во всех фотобиологических процессах энергия света необходима для преодоления активационных барьеров химических превращений. Однако в фотосинтезе при этом происходит непосредственное запасание световой энергии и виде энергии химических связей, конечных продуктов (глюкоза), поскольку последние обладают большим запасом свободной энергии по сравнению с исходными веществами (СО2 и Н2О). В остальных фотобиологических процессах свет также индуцирует фотохимические реакции, но в их продуктах не содержится избытка свободной энергии по сравнению с исходными веществами. Тем не менее и в этих случаях в последующих за фотохимической стадиях темновых процесах могут инициироваться сложные физиолого-биохимические превращения, в ходе которых мобилизуются большие количества свободной энергии, ранее запасенной в биоструктурах. Конечные результаты такого рода превращений (например, стимулирующее действие света на морфогенез, биосинтез пигментов, фотостимуляция дыхания) по общему энергетическому эффекту могут быть весьма велики, хотя непосредственного запасания энергии света при этом и не происходит. Последовательность превращений в фотобиологических процессах может включать следующие стадии поглощение света хромофорной группой и образование электронно-возбужденных состояний миграция энергии электронного возбуждения первичный фотофизический акт и появление первичных фотопродуктов промежуточные стадии, включая перенос заряда, образование первичных стабильных химических продуктов физиологобиохимические процессы конечный фотобиологический эффект. [c.276]

Сопоставление последовательности первичных процессов фотосинтеза с последовательностью событий при окислительном фосфорилировапии у митохондрий показывает, что наиболее существенное и принципиальное различие в процессах преобразования энергии при дыхании и фотосинтезе заключено в способе образования допоров и акцепторов электронов. В случае митохондрий— это субстраты типа НАДН или сукцината, окисляемые (посредством ЦЭТ) кислородом воздуха, в случае хроматофоров — это восстановленные акцепторы и окисленные доноры, образованные под действием света. [c.24]

В хлоропластах протекают реакции фотосинтеза, т. е. богатые энергией электроны, поступающие в цепь переноса электронов, образуются в результате воздействия света на хлорофилл, а не при окислении питательных веществ. Таким образом, хлоропласты-это органеллы, в которых вещества главным образом синтезируются, а не распадаются. Здесь имеются электронные потоки двух типов 1) нециклический поток, осуществляемый при участии двух последовательно связанных фотосистем, которые переносят электроны с воды на ЫАОР с образованием ЫАОРН, причем этот процесс сопряжен с синтезом АТР и 2) циклический поток, который поддерживает лишь одна фотосистема, передающая электроны по замкнутой петле в этом случае образуется только АТР. Оба электронтранспортных процесса происходят в мембране тилакоида и приводят к переносу протонов в тилакоидное пространство. В результате обратного тока протонов через АТР-синтетазу в строме у поверхности тилакоида образуется весь АТР хлоропластов. [c.47]

З./Фаза регенерации первичного акцептора диоксида углерода и синтеза конечного продукта фотосинтеза. В результате описанных выше реакций при фиксации трех молекул СО2 и образовании шести молекул восстановленных 3-фосфотриоз пять из них используются затем для регенерации рибулозо-5-фосфата, а один — для синтеза глюкозы. 3-ФГА под действием триозофосфатизомеразы изомеризуется в фосфодиокси-ацетон. При участии альдолазы 3-ФГА и фосфодиоксиацетон конденсируются с образованием фруктозо-1,6-дифосфата, у которого отщепляется один фосфат с помощью фруктозо-1,6-дифосфатазы. В дальнейших реакциях, связанных с регенерацией первичного акцептора СО 2, последовательно принимают участие транскетолаза и альдолаза. Транскетолаза катализирует перенос содержащего два углерода гликолевого альдегида от кетозы на альдозу [c.92]

Хлоропласты и фотосинтезирующие бактерии получают еысокоэнергетические электроны с помощью фотосистем, улавливающих электроны, возбуждаемые солнечным светом, который поглощается молекулами хлорофилла В состав фотосистем входит антенный комплекс, связанный с фотохимическим реакционным центром, где в строго определенном порядке расположены белки и пигменты, участвующие в фотохимических реакциях фотосинтеза. До сих пор лучше всего изучен реакционный центр пурпурных фотосинтезирующих бактерий - известна его полная трехмерная структура. У этих бактерий единственная фотосистема создает электрохимический градиент, энергия которого используется для синтеза как АТР, так и NADPH. В хлоропластах и у цианобактерий имеются две фотосистемы. В зависимости от нужд клетки в разных соотношениях осуществляются электронные потоки двух типов I) нециклический поток, создаваемый при участии двух последовательно соединенных фотосистем, переносит электроны с водьг на МАВР с образованием NADPH, причем попутно синтезируется и АТР 2) циклический поток, поддерживаемый лишь одной фотосистемой, передающей электроны по замкнутой цепи, приводит к образованию только АТР. В хлоропластах все электронтранспортные процессы происходят в тилакоидной мембране для синтеза АТР протоны накачиваются в тилакоидное пространство и затем в результате обратного тока протонов через АТР-синтетазу в строме образуется АТР. [c.477]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология