Фотосинтез связь с дыханием

Окислительно-восстановительные реакции самые распространенные и играют большую роль в природе и технике. Они являются основой жизни на Земле, так как с ними связаны дыхание и обмен веществ в живых организмах, гниение и брожение, фотосинтез в зеленых частях растений и нервная деятельность человека и животных. Их можно наблюдать при сгорании топлива, в процессах коррозии металлов и при электролизе. Они лежат в основе металлургических процессов и круговорота элементов в природе. С их помощью получают аммиак, щелочи, азотную, соляную и серную кислоты и многие другие ценные продукты. Благодаря окислительно-восстановительным реакциям происходит превращение химической энергии в электрическую в гальванических элементах и аккумуляторах. Они широко используются в мероприятиях по охране природы. [c.226]

В течение длительного времени считали, что АТФ и другие высокоэнергетические соединения, находящиеся в равновесии с ним, представляют собой единственную форму энергии, которая может использоваться живыми клетками во всех энергозависимых процессах. Вопрос о характере связи между транспортом электронов, с одной стороны, и превращением фосфорных соединений, с другой, долгое время оставался неясным. Было установлено, что использование энергетических ресурсов (органических или неорганических соединений при дыхании, света при фотосинтезе) связано с переносом электронов по цепи, состоящей из белковых и небелковых компонентов, способных к обратимому окислению — восстановлению. В результате этого переноса освобождающаяся на отдельных участках дыхательной или фотосинтетической цепи энергия трансформируется в химическую энергию фосфатных связей АТФ. Молекулярный механизм фосфорилирования, сопряженный с электронным транспортом, был неизвестен. [c.100]

Модель качества воды (WQ-модуль) связана с AD-модулем и описывает процессы химических реакций в многокомпонентных системах, включая разложение органических веществ, фотосинтез и дыхание водных растений, нитрификацию и обмен кислородом с атмосферой. Баланс масс вовлеченных компонент рассчитывается для всех точек методом рациональной экстраполяции в интегрированной двухшаговой процедуре с AD-модулем. [c.310]

АТФ, как показывает ее строение, состоит из остатка азотистого основания аденина, соединенного с остатком углевода — рибозы и с тремя остатками фосфорной кислоты. В ее составе имеются две макроэргические фосфатные связи, которые обозначаются знаком со. АТФ как переносчик энергии участвует в биосинтезе белков, жиров, крахмала, сахарозы, аспарагина и глутамина, ряда аминокислот и многих других соединений. Без АТФ не могут идти процессы фотосинтеза и дыхания, а также превращения многих соединений в растениях. Таким образом, фосфор принимает самое непосредственное участие во многих процессах жизнедеятельности растений, и обеспечение высокого уровня фосфорного питания — одно из важнейших условий получения больших урожаев сельскохозяйственных культур, [c.233]

Функция аскорбиновой кислоты (витамин С) в растениях неизвестна. Формула аскорбиновой кислоты показывает, что она является продуктом дегидрирования гексоз. В связи с этим можно предположить, что она служит промежуточным продуктом фотосинтеза или дыхания. О другой стороны, способность аскорбиновой кислоты к обратимым окислениям — восстановлениям указывает скорее на ее роль как окислительно-восстановительного катализатора, а не промежуточного продукта. [c.279]

Различным аспектам фотосинтеза посвящаются сейчас в мировой литературе тысячи статей и десятки объемистых монографий и сборников. Книга Хита обобщает новейшие достижения физиологии фотосинтеза. В ней на современном уровне рассмотрены состав, структура, оптические свойства и функции хлоропластов методы изучения фотосинтеза зависимость его от внутренних и внешних факторов (связь фотосинтеза с дыханием, значение водоснабжения растений, роль интенсивности и качества света). [c.4]

Окислительно-восстановительные реакции самые распространенные и играют большую роль в природе и технике. Они являются основой жизни на Земле, так как с ними связаны дыхание и обмен веществ в живых организмах, гниение и брожение, фотосинтез в зеленых частях растений и нервная деятельность человека и животных. Их можно [c.201]

Интересные исследования в области экологии и физиологии фотосинтеза в связи с водным режимом у древесных растений были проведены Л. А. Ивановым (1871—1962). В 1940 году он предложил уравнение урожая , который рассматривался как функция площади ассимиляционного аппарата, интенсивности и длительности фотосинтеза, интенсивности дыхания и потери органического вещества в процессе отмирания различных органов. [c.8]

АТФ, как показывает ее строение, состоит из остатка азотистого основания аденина, соединенного с остатком углевода — рибозы и с тремя остатками фосфорной кислоты. В ее составе имеются две макроэргические фосфатные связи, которые обозначаются знаком оо. АТФ как переносчик энергии участвует в биосинтезе белков, жиров, крахмала, сахарозы, аспарагина и глутамина, ряда аминокислот и многих других соединений. Без АТФ не могут идти процессы фотосинтеза и дыхания, а также превращения многих [c.215]

В этом и следует усматривать основную биологическую роль данной функции. Следовательно, роль дыхания также состоит в обеспечении потребности клетки в пластическом и энергетическом материале. Однако лабильные, богатые энергией продукты, возникающие в акте дыхания, образуются не из неорганических соединений и не за счет энергии кванта света, а путем преобразования органических молекул, образовавшихся в зеленых частях растений в акте фотосинтеза. Весьма интересны в этом же отношении данные, касающиеся чисто энергетических сторон фотосинтеза и дыхания. Из приведенной на рис. 91 схемы следует, что как в акте фотосинтеза, так и в акте дыхания сущность первоначального этапа реализации энергии состоит в образовании активного электрона, который генетически связан с молекулой воды. В акте фотосинтеза активирование ( зарядка ) этого электрона достигается за счет энергии кванта света, поглощенной и преобразованной хлорофиллом. В акте дыхания активный электрон образуется путем придания мобильной формы энергии химических связей, содержащейся в молекуле органических соединений, используе- [c.308]

Увеличение интенсивности дыхания представляет собой еще один прямой механизм подавления роста, так как оно влияет на интенсив- Ность суммарного фотосинтеза. Можно думать, что дыхание усиливается в связи с возросшей потребностью в энергии при избиратель-щом поглощении ионов, когда концентрация ионов в субстрате слишком высока. Менее выносливые виды, с менее эффективным механизмом избирательного поглощения, должны расходовать при этом больше энергии. Именно такие соотношения и обнаружил Ниман 1511] при изучении фотосинтеза и дыхания у ряда видов с различной устойчивостью к засолению. Ниман, однако, проводил измерения на листовых дисках в аппарате Варбурга, где нельзя уловить ограничение фотосинтеза, вызванное, например, закрыванием устьиц. Бойер [89] наблюдал медленное снижение суммарного фотосинтеза на единицу площади листа у целых растений хлопчатника, выращенных в засоленных питательных растворах с постепенно возрастающей [c.324]

Основную часть этой книги, разумеется, составляет обсуждение эволюционного пути от брожения к фотосинтезу и дыханию и связей между биоэнергетическими процессами у прокариотов и эукариотов. Я предпочитал цитировать самые новые статьи и обращал особое внимание на хорошие литературные обзоры. Такой отбор источников будет наиболее полезен читателю, хотя некоторые работы в этой области не получили должного освещения однако я полагаю, что мои коллеги простят мне подобный подход. [c.9]

Взаимное влияние фотосинтеза и дыхания наблюдалось также у сине-зеленых водорослей [292, 606, 1423, 1425]. Более слабая связь между этими процессами у эукариотических растений, несомненно, является следствием разделения митохондрий и хлоропластов, в результате которого и те в другие имеют четко определенные функции. В эукариотических растениях могут одновременно протекать процессы фотосинтеза и дыхания с максимальной интенсивностью, причем в обоих случаях будет синтезироваться АТФ. [c.149]

Витамин С в растении имеет отношение к процессам фотосинтеза и дыхания зеленого листа. В зависимости от интенсивности солнечного освещения количество витамина увеличивается главным образом на стороне листа, освещаемой солнцем. Связь окислительно-восстановительных процессов, обязательным компонентом которых является аскорбиновая кислота, с процессами фотосинтеза и роста растения установлена Благовещенским (74). С другой стороны, некоторыми иностранными авторами делались мало обоснованные попытки показать, что накопление аскорбиновой кислоты в плодах и ягодах протекает параллельно с накоплением в них каротина (75). [c.178]

Какие имеются связи между фотосинтетическим и дыхательным циклами В чем сходство н различие между процессами фотосинтеза и дыхания [c.279]

К подобным эндогенным ритмам относятся также ритмы фотосинтеза и дыхания, транспорта веществ, транспирации, открывания и закрывания цветков и т. д. Околосуточные ритмы тесно связаны с суточными колебаниями освещенности, температуры и других факторов среды, причем сложившаяся периодичность физиологических процессов некоторое время сохраняется у растений и при изменении условий среды, вследствие чего эти ритмы названы эндогенными. Благодаря эндогенным ритмам живые организмы хорошо приспособлены к тем условиям, в которых они обитают, мало завися от случайных погодных флуктуаций. [c.353]

Рис. 90. Связь фотопериодизма с фотосинтезом и дыханием в суточном цикле

Именно этот процесс обратимого восстановления лежит в основе биологического и промышленного использования хинонов. п vivo обратимое восстановление убихинонов (5) и пластохино-нов (6) связано с образованием аденозинтрифосфата (АТФ) в процессе фотосинтеза и дыхания [2]. В промышленности красителей восстановление и повторное окисление хинонов лежит в основе метода нанесения кубовых красителей на волокно [3]. Нерастворимый хиноновый краситель, обычно производное антрахинона, восстанавливают дитионитом натрия в присутствии основания в дигидропроизводное, которое растворяется в щелочном растворе в виде динатриевой соли. Раствор наносят на волокно, к которому краситель в ионной форме имеет высокое сродство при последующем выдерживании на воздухе происходит окисление, и регенерированный хиноновый краситель остается прочно связанным с волокном [3]. [c.831]

В организме животных и человека каротины служат исходными веществами, из которых образуются витамины группы А (см. стр. 77). Некоторые экапериментальные данные свидетельствуют, что каротины играют важную роль в процессе фотосинтеза и дыхания растений. Наличие большого количества двойных связей в молекуле каротина обусловливает участие его в окислительно-восстановительных процессах. Каротины легко образуют перекиси. Перекисные соединения каротина участвуют в окислении других, более трудно окисляемых веществ. В растениях широко распространены кислородные производные каротиноидов, называемые эпоксидами например диэпоксид р-каротина. [c.300]

Проблема нечувствительного к цианиду остаточного фотосинтеза требует дальнейшего экспериментального изучения. Если данные Варбурга и ван дер Паува будут подтверждены, то внутренняя связь между фотосинтезом и дыханием будет освещена по-новому, поскольку продукты дыхания могут стать доступными для фотосинтеза, прежде чем примут форму свободной двуокиси углерода. [c.318]

Очевидно, что в действии углеводов на фотосинтез проявляется несколько независимых явлений. Это действие зависит от вида растений, интенсивности света, температуры и прочих агентов. Кроме того, должна иметь значение форма, в которой накопляются углеводы. У растений, способных к превращению избытка углеводов в крахмал, можно ожидать меньшей склонности к депрессии фотосинтеза, чем у растений, образующих только сахара. Ввиду сильного влияния добавления сахаров на дыхание и брожение их действие на фотосинтез тесно связано с сочетанием этих процессов, как упоминалось выше в связи с данными Спбра, ван дер Паува и Гаффрона. К этому вопросу мы вернемся в главе XX, когда будем рассматривать отношение фотосинтеза к дыханию. [c.340]

Несмотря на трудность одновременного определения фотосинтеза и дыхания, связь обоих этих процессов можно было бы считать случайной, если бы не некоторые наб.т1юдения, указывающие на существование более тесной зависимости между двумя каталитическими механизмами. Мы имеем в виду устойчивый к цианиду остаточный фотосинтез, описанный в главе XII, и стимулируемое каротиноидами дыхание, которое будет рассмотрено ниже. [c.570]

На фиг. 67 воспроизведен график из статьи Кока [192], включающий наблюдения и при интенсивностях ниже светового компенсационного пункта. Отношение наклонов двух прямых зависело в этих опытах от условий роста водорослей. При максимальных различиях оно составляло 2 1 в этом случае экстраполяция верхней прямой к нулевой интенсивности света давала для дыхания (поглощения кислорода) на свету величину, равную половине значения темнового дыхания (на фиг. 66 отрезок ОВ составляет половину отрезка ОА). Кок [190] пришел к заключению, что вплоть до компенсационного пункта квантовый расход на молекулу выделенного кислорода составляет половину нормальной величины (которая равна 8 см. гл. IX) и что связь, существующая между фотосинтезом и дыханием, приводит к ситуации, о которой говорилось в цитате в начале 51ТРГ0 раздела. Он допустил, что иэ свету энергия запэс ется [c.159]

В настоящее время многие исследователи объясняют процесс активного переноса веществ через мембраны с точки зрения гипотезы мембранных переносчиков [46]. Согласно этой гипотезе, в мембранах находятся специфические молекулы-переносчики, способные обратимо связывать поглощаемые ионы или молекулы и переносить их через мембрану. Полагают, что основная роль в функционлровании мембранных переносчиков принадлежит специфическим белкам типа транслоказ или пер-меаз. Этим можно объяснить высокую селективность поглощения, поскольку именно белки обладают ярко выраженной структурной специфичностью к самым различным соединениям. Косвенным подтверждением участия белков в поглощении служат довольно многочисленные результаты работ с хлорамфени-колом, когда ингибирование синтеза белка приводило к существенному снижению поглощения [46]. В связи с этим становится понятным, почему перенос веществ через плазмалемму, активированный фотосинтезом или дыханием, можно затормозить или полностью приостановить с помощью различных ингибиторов ферментов [39, 52]. Поскольку хлорамфеникол и фтор-урацил являются ингибиторами синтеза ферментов и РНК, можно допустить, что активный перенос молекул и ионов тесно связан с синтезом белковых соединений. [c.205]

В список элементов, играющих первостепенную роль в окислительных процессах, необходимо включить также марганец. В настоящее время общепризнано, что марганец — металл основного значения в активировании реакций цикла ди- и трикарбоч новых кислот. Основная доля участия марганца в этом процессе падает на реакции дегидрогенизации и декарбоксилирования. Отдельные звенья цепи реакций, включающих фосфорилирова-ние шестичленных сахаров и их последующее расщепление до пировиноградной кислоты, также требуют участия марганца. Значение марганца для процессов жизнедеятельности не ограничено только его ролью активатора, как правило неспецифического, реакций анаэробной и аэробной фаз дыхания. В последнее время показано его участие в фотосинтезе, связь с кислородвы-деляющей системой процесса восстановления углекислоты зеленой клеткой растения. [c.5]

Интенсивность фотосинтеза, как известно, связана также с движениями устьиц, степень открытости которых зависит от освещенности, температуры, влажности, концентрации СО2 и других условий. Поэтому, помимо изменений на хлоропластном уровне, рано или поздно сказывается и изменение степени открытости устьиц. Имеется много данных о сопряженности между состоянием устьичиого аппарата и компенсационной точкой газообмена (равновесием между фотосинтезом и дыханием). Поскольку устьичное сопротивление диффузии СОа зависит от ширины устьичных щелей (рис. 53), а ширина их увеличивается при улучшении водообеспеченности растений и повышении степени тургесцентности замыкающих клеток, ряд исследователей судят о влиянии водообмена на фотосинтез по величине устьич-ных сопротивлений [469]. Однако данные по этому вопросу противоречивы. [c.182]

Примеры отсутствия прямой зависимости между интенсивностью фотосинтеза и устьичным сопротивлением различных растений приведены в обзоре Хсиао [417]. Корреляционные связи при этом в ряде случаев усложняются из-за сравнительно высокой интенсивности светового дыхания. Длительное ухудшение водообеспеченности растительных тканей даже при относительно небольшом уменьшении водного потенциала (0,05— 0,10 МПа) приводит к нарушению оптимального соотношения между фотосинтезом и дыханием, вследствие чего снижа- [c.182]

Определяемая данным методом интенсивность ассимиляции характеризует так называемый кажущийся, или видимый, фотосинтез. Дело в том, что наблюдаемые при помощи газометрии изменения содерлсания диоксида углерода — результат двух одновременно идущих иа свету процессов — фотосинтеза и дыхания. Чтобы определить истинный фотосинтез, находят количество выделяемого листом СО2 в темноте и прибавляют его к количеству этого газа, поглощенного на свету. Другими словами, скорость выделения СО2 па свету принимают равной интенсивности дыхания в темноте. Одиако все еще ие ясен вопрос, происходит ли дыхание в одинаковой степени иа свету и в темноте. Поло-лсение особенно осложняется в связи с открытием фото-дыхания, т. е. активируемого светом процесса выделения диоксида углерода и поглощением кислорода фотосинтезирующими клетками растений. Все это создает чрезвычайно большие методические трудности для на-холсдеиия истинного фотосинтеза. [c.105]

Наличие кислорода сделало возможным возникновение бактерий, способных синтезировать АТР за счет аэробного метаболизма, эти бактерии могли использовать большое количество энергаи, высвобождаемое при полном расщеплении углеводов и других восстановленных органических молекул до СОз и НзО. В результате модификации некоторых компонентов существовавших ранее электронтранспортных комплексов образовалась цитохромоксидаза, благодаря 4eivy электроны, извлекаемые из органических и неорганических субстратов, могли передаваться на О2 как конечный акцептор электронов. Многие из современных пурпурных фотосинтезирующих бактерий способны переключать метаболизм с фотосинтеза на дыхание и обратно в зависимости от того, какой источник энергии более доступен - свет или кислород, такое переключение связано у них с поразительно малыми изменениями в электронтранспортной цепи. [c.482]