Хлорофилл превращение

Важнейшее значение для питания растений имеют азот, фосфор и калий, от которых зависят обмен веществ в растении и его рост. Азот входит в состав белков и хлорофилла, принимает участие в фотосинтезе. Соединения фосфора играют важную роль в дыхании и размножении растений, участвуя в процессах превращения углеводов и азотсодержащих веществ. Калий регулирует жизненные процессы, происходящие в растении, улучшает водный режим, способствует обмену веществ и образованию углеводов в тканях растений. [c.240]

Хлорофилл (разд. 25.1)-пигмент, содержащийся в листьях растений, который играет главную роль в превращении солнечной энергии в химическую в процессе фотосинтеза. [c.466]

Так, немецкий химик Рихард Вильштеттер (1872—1942) тщательно определил строение хлорофилла — зеленого пигмента растений, который позволяет использовать энергию солнечного света при превращении растениями углекислого газа в углеводы. [c.125]

Магний имеет большое биологическое значение, он входит в состав хлорофилла, участвует в процессе фотосинтеза, в образовании или распаде углеводов и жиров, в превращениях фосфорных соединений. Недостаток магния в почве как микроэлемента вызывает заболевания растений (хлороз, мраморность листьев и др.). При низких содержаниях его в кормах наблюдаются заболевания и у сельскохозяйственных животных. Магниевым микроудобрением служит доломитMg Oa- [c.299]

Эти два соединения, хлорофилл и гем, играют важнейшую роль в сложном механизме поглощения солнечной энергии и ее превращении для использования живыми организмами. Мы уже знаем, что характерным свойством комплексов переходных металлов является наличие нескольких близко расположенных -уровней, что позволяет им поглощать свет в видимой области спектра и придает окраску. Порфириновый цикл вокруг иона Mg в молекуле хлорофилла выполняет такую же роль. Хлорофилл в растениях поглощает фотоны видимого света и переходит в возбужденное электронное состояние (рис. 20-22). Эта энергия возбуждения может инициировать цепь химических реакций, приводящих в конце концов к образованию сахаров из диоксида углерода и воды [c.255]

Производные пиррола входят в состав гемоглобина (красящего вещества крови, играющего роль переносчика кислорода в организме человека и животных), а также хлорофилла — зеленого красящего вещества растений, выполняющего важную роль в процессе поглощения растением энергии света и в превращении двуокиси углерода воздуха в органические соединения. [c.349]

Можно утверждать, что без катализа вообще была бы невозможна жизнь. Достаточно сказать, что лежащий в основе жизнедеятельности процесс ассимиляции двуокиси углерода хлорофиллом растений является фотохимическим и каталитическим процессом. Простейшие органические вещества, полученные в результате ассимиляции, претерпевают затем ряд сложных превращений. В химические функции живых клеток входит разложение и синтез белка, жиров, углеводов, синтез различных, часто весьма сложных молекул. Таким образом, клетка является своеобразной и весьма совершенной химической лабораторией, а если учесть, что все эти процессы каталитические — лабораторией каталитической. Катализаторами биологических процессов являются особые вещества —ферменты. Если сравнивать известные нам неорганические катализаторы с ферментами, то прежде всего поражает колоссальная каталитическая активность последних. Так, 1 моль фермента алкогольдегидрогеназа в 1 сек при комнатной температуре превращает 720 моль спирта в уксусный альдегид, в то время как промышленные катализаторы того же процесса (в частности, мeдь)J при 200° С в 1 сек превращают не больше 0,1 — 1 моль на один грамм-атом катализатора. Или, например, 1 моль фермента каталазы при 0°С разлагает в одну секунду 200 000 моль перекиси водорода. Наиболее же активные неорганические катализаторы (платиновая чернь) при 20° С разлагают 10—80 моль перекиси в 1 сек на одном грамм-атоме катализатора. Приведенные примеры показывают, что природные биологические катализаторы во много раз превосходят по активности синтетические неорганические катализаторы. Высокая специфичность и направленность действия, а также способность перерабатывать огромное количество молекул субстрата за короткое время при температуре существования живого организма и позволяет ферментам в достаточном количестве давать необходимые для жизнедеятельности соединения или уничтожать накапливающиеся в процессе жизнедеятельности бесполезные, а иногда и вредные продукты. [c.274]

Хлорофилл Ь непосредственно не участвует в фотосинтетических превращениях. Его роль состоит в том, что он улавливает и собирает свет. После фотовозбуждения хлорофилл Ь быстро передает избыточную энергию молекуле хлорофилла а, которая затем принимает непосредственное участие в превращениях фотосинтеза. [c.162]

Эта энергия активации эквивалентна излучению с длиной волны 230 нм или менее Такого коротковолнового излучения в солнечном свете, который достигает земной поверхности, не существует. Однако хлорофилл действует как фотосенсибилизатор, поглощая видимый свет и делая его пригодным для фотосинтеза в растениях. Но в этой реакции имеется нечто специфичное. Красный свет вызовет реакцию, но красному свету соответствует только 40 ккал/моль, а для того, чтобы вызвать реакцию, требуется более 112 ккал/моль. По-видимому, реакция протекает по стадиям. Лабораторные эксперименты с альгой (водоросль) показали, что обычно требуется около восьми фотонов на каждую использованную молекулу двуокиси углерода и каждую молекулу кислорода, вовлеченную при благоприятных условиях в фотосинтез с низкой интенсивностью света., Упражнение 18.1. Показать, что, если при фотосинтезе восемь фотонов поглощенного света с длиной волны 600 нм дают одну молекулу продукта реакции, который имеет теплоту сгорания 112 ккал/моль, эффективность превращения поглощенного света в аккумулированную химическую энергию составляет 30%. [c.557]

За счет поглощаемой энергии солнечного света проходит важнейший на нашей планете фотохимический процесс — синтез углеводов и образование молекулярного кислорода из СО и HjO. Свет поглощается специальным пигментом — хлорофиллом. Последний переходит в электронно возбужденное состояние и отдает свой электрон, который с помощью сложной цепочки биохимических превращений восстанавливает СО j [c.288]

Основным исходным материалом для химических превращений в клетке являются углеводы, которые образуются при фотосинтезе (при реакции, протекающей в зеленых растениях в присутствии хлорофилла) из СО2 и воды. Эти вещества подвергаются химическим превращениям как в самих растениях, так и в организмах травоядных и плотоядных животных, куда они поступают в виде пищи. Эти биохимические явления называются метаболическими процессами. Метаболические процессы приводят к появлению необходимых для организма соединений и снабжают организм энергией. Протекание этих процессов часто исследуется с помощью меченых соединений, т. е. соединений, содержащих радиоактивные изотопы Н, С, [c.180]

Многие химические реакции протекают под действием света. Примером может служить процесс выцветания красок под действием солнечного света вследствие разрушения молекул красителя. Подобные реакции называют фотохимическими реакциями. Одна из очень важных фотохимических реакций — превращение двуокиси углерода и воды в углеводы и кислород в листьях растений, при которой зеленое вещество хлорофилл служит катализатором. [c.563]

Таким образом, производные хлорофилла с 5-лактонным циклом являются удобными объектами для химической модификации по остатку пропионовой кислоты с сохранением природной конфигурации. Как правило, такие превращения проходят с очень хорошими выходами и занимают мало времени. Этим способом можно направленно вводить различные гидрофильные группы в природные хлорины. [c.43]

Таким образом находясь в атмосфере, содержащей аммиак и азот, бактерии, а позже и растения, содержащие хлорофилл, должны были создать в ходе эволюции разнообразные АС, например белки, алкалоиды п др., входящие в состав растений и животных. Поскольку происхождение нефти связано в превращениями захороненного органического материала, разнообразные трансформированные АС в тех или иных количествах должны присутствовать в нефти. Их количество, состав и структура зависят от условий нефтеобразования — времени, температуры, исходного вещества, геологического окружения, деятельности бактерий, состава вод и др. Составы исходного (древнего) и современного органического материала примерно одинаковы и очень разнообразны. Поэтому кажется удивительным и до конца непонятным относительно однообразное и в целом сходное распределение АС в нефтях различного возраста и происхождения. В сущности АС могут либо быть трансформированными химическими ископаемыми, либо являться продуктом вторичных превращений азотсодержащих компонентов осажденного органического материала. Поэтому важно рассмотреть в общих чертах состав исходного органического материала и возможные пути его превращения в АС нефти. [c.61]

Для этой реакции увеличение энтальпии составляет 2816 кДж на 1 моль глюкозы (теплота сгорания глюкозы). Главные полосы поглощения хлорофилла лежат в областях длин волн 425 и 660 нм, а это отвечает энергии примерно 280 и 180 кДж на 1 моль фотонов соответственно. Отсюда следует, что для превращения каждого моля двуокиси углерода в глюкозу необходимо несколько молей фотонов. Фотосинтез — чрезвычайно сложный процесс. [c.401]

Первой стадией превращения протопорфирина IX в хлорофилл может быть включение Mg +. Эта реакция самопроизвольно почти не идет [c.124]

Все ОНИ Представляют собой малоактивные адсорбенты, которые пригодны лишь для разделения полярных веществ. Они не оказывают никакого влияния на разделяемые вещества, так что возможность перегруппировок и других каталитических превращений практически исключается. Так на сахарозе были разделены хлорофиллы [149], а на оптически активных адсорбентах — глюкозе и лактозе — удалось разделить некоторые вещества на оптические антиподы [71, 108]. [c.349]

Хотя многие физико-химические детали световой реакции еще не выяснены, можно вкратце привести общую последовательность превращений. Первичная реакция заключается в возбуждении молекулы хлорофилла посредством захвата электрона и ее перевода на более высокий энергетический уровень. В конце концов [c.397]

Л. К- Островская (1965) по вопросу о необходимости железа для биосинтеза хлорофилла выдвигает следующие альтернативные предположения. 1. Железо необходимо для синтеза активной хлорофиллазы или входит в состав фермента. Активность хлорофиллазы у растений, страдающих от хлороза, при недостатке железа в опытах автора снижалась. Поэтому при недостатке железа в растении в соответствии с представлениями автора задерживается последняя, завершающая фаза биосинтеза хлорофилла — превращение хлорофиллида а в хлорофилл а (присоединение фитола). 2. Процесс образования комплекса хлорофилл-белок-липоид и возникновение ламеллярной структуры идет одновременно с фитолизацией, причем в образовании комплекса принимает участие железо. [c.230]

Обычно в состав простетических групп в растительных и животных системах входят порфириновые ядра, представляющие собой хелатные структуры с включением ионов металлов (Ре , Со ", и т. д.). Так, гемоглобин животных содержит такую группу с Ре " , присоединенную к белковой половине (глобин). Эта группа аналогична по структуре простетической группе, содержащей в хлорофилле растений и одноклеточных животных. Молекулярный вес белков обычно лежит в пределах от 30 ООО до 80 ООО. Однако молекулярный вес может быть и меньше и значительно больше этих величин. Ферменты являются очень специфичными катализаторами. Зачастую их активность может проявляться только в какой-либо одной реакции. Так, например, фумараза катализирует только обратимую реакцию превращения малеиновой кислоты в фумаровую [98] [c.561]

Ассимиляция солнечной энергии, т.е. превращение световой энергии в химическую, стартует с поглощения кванта света светособирающими молекулами (антеннами) на поверхности мембраны. Электронное возбуждение безизлучательно передается специальным молекулам внутри мембраны - димерам хлорофилла. Эти димеры хлорофилла входят в состав молекулярных образований, которые называются РЦ фотосинтеза. РЦ фотосинтеза - это достаточно жесткий молекулярный комплекс (молекулярный аппарат). Далее в РЦ происходит процесс разделения зарядов возбужденный димер хлорофилла отдает электрон первичному акцептору электрона. Этот процесс происходит в пикосекундном диапазоне времен. Например, в РЦ пурпурной бактерии в качестве первичного акцептора выступает бактериофеофитин, электрон живет сотни пикосекунд на фео-фитине и переносится на первичный хинон Рд. [c.106]

Высвобождаемая энергия накапливается в организме и может использоваться им при необходимости. В целом всю сложную хлорофилло-цито-хромную систему можно рассматривать как механизм для превращения энергии солнечных фотонов в химическую энергию, запасаемую в мышечных тканях живых существ. [c.257]

Родственные связи этих порфиринов нагляднее всего показывает превращение пирропорфирина в мезопорфирин при введении остатка пропионовой кислоты в положение 6. Для дальнейшего исследования хлорофилла большое значение имело установление строения и синтез филлоэритрина, найденного в желчи Лебишем и Фишером, а также [c.980]

Эти превращения возможны также с хлорофиллом и фэофорбидами, причем образуется хлорин е, который при восстановлении иодистым водородом дает хлоропорфирин ее- [c.981]

Опыт показывает, что иногда фотохимические процессы осуществляются под действием излучения, хотя оно совершенно не поглощается реагирующими веществами. Казалось бы, в данном случае имеет место отступление от закона Гроттуса. Однако исследования показали, что эти реакции происходят только тогда, когда п реагирующим веществам примешиваются некоторые посторонние примеси, которые, поглощая световую энергию, передают ее затем реагирующим веществам. Эти примесные вещества получили лазванпе сенсибилизаторов. Механизм действия сенсибилизаторов состоит в том, что молекула сенсибилизатора при поглощении фотона переходит в возбужденное состояние, а затем, столкнувшись с молекулой реагирующего вещества, передает ей избыток своей энергии, вызывая тем самым химическое превращение. Примеров сенсибилизированных реакций можно привести очень много. Так, путем добавления к фотоэмульсии некоторых веществ, выполняющих роль сенсибилизатора, можно значительно повысить ее чувствительность к красным лучам света. Известный всем хлорофилл также является сенсибилизатором фотохимических реакций образования органических веществ в зеленых растениях. [c.175]

В зеленом листе растения под воздействием солнечной радиации протекает целый комплекс фотохимических процессов, в результате которых из воды, углекислого газа и минеральных солей образуются крахмал, клетчатка, белки, жиры и другие сложные органические вещества. Процесс фотосинтеза о гень сложен. Он осуществляется при непосредственном участии важнейшего природного фотокатализатора — хлорофилла и сопровождается целым циклом химических превращений, не зависящих от солнечной радиации. В этих превращениях участвует большое число разнообразных биокатализаторов— ферментов. Суммарное уравнение фотосинтеза обычно выражают в виде реакции превращения двуокиси углерода и воды в гексозу [c.176]

Как и всякая другая разновидность энергии, лучи-стая энергия обладает -опособностью преобразовываться в любые виды энергии тепловую, механическую, электрическую или энергию химических превращений, затрачиваясь в последнем случае на протекание теплопотребляющих химичеаких реакций. -Как уже упоминалось в своем месте, зеленое вещество растений — хлорофилл —-апоообствует тому, чтобы улавливаемая растением солнечная энергия не переходила в подавляющем -своем количестве в тепло и не приводила -бы, таким образом, к губительному для растений повышению температуры, а производительно тратилась бы в виде химической эяер1гии на созидательную работу построения новых сложных молекулярных сооружений, разбиравшихся в -предыдущей главе. [c.55]

Таким образом, Тимирязев показал, что именно хлорофилл является поглотителем света в зеленых растениях и что этот пигмент, поглощая квагггы света, обладает способностью передавать их далее молекулам веществ, являющихся ис-ходнымн при фотосинтезе. При этих реакциях хлорофилл испытывает обратимое окислительно-восстановительное превращение. Структура молекулы хлорофилла показана ниже [c.176]

Согласно современным представлениям, фотохимическая стадия Ф. заключается в поглощении хлорофиллом кванта света с переходом хлорофилла в восстановленное состояние вследствие присоединения к нему электрона или водорода из какого-либо восстановителя. Восстановленный хлорофилл с помощью нескольких последовательно действующих ферментов передает электрон или водород, а тем самым и поглощенную энергию на восстановление углекислоты. Что касается химизма фотосинтетиче-ского превращения углерода, то согласно современному представлению первичная фиксация СО2 происходит на углеводе, содержащем пять атомов углерода,— рибулозодифосфате, который при этом распадается с образованием фосфоглицериновой кислоты. Последняя восстанавливается до фосфоглицериново-го альдегида, который конденсируется с фосфодиоксиацетоном и образует фруктозодифосфат, а затем свободные сахара — гексозы, сахарозы и крахмал — в процессе, обратном гликолитиче-скому распаду. Очень важно, что растения могут осуществлять Ф. не только при естественном солнечном свете, но и при искусственном освещении, что дает возможность выращивать растения в разное время года. [c.269]

Важным направлением биоэлектрохимических исследований является изучение свойств мембран с встроенными ферментными системами. Так, предприняты попытки встраивания в бислойные фосфолипидные мембраны компонентов ферментных систем, присутствующих во внутренней мембране митохондрий (никотинамид — аденин — динуклеотида (ЫАОН), флавинмононуклеотида и коэнзима Р,), а также хлорофилла. На таких мембранах при наличии в водном растворе окис-лительно-восстановительных систем генерируется мембранный потенциал, вызванный протеканием окислительно-восстановительных реакций на границе мембрана — электролит. В определенных условиях мембраны оказываются проницаемыми для электронов или протонов. Эти опыты важны для понимания механизма превращения энергии и переноса электронов в живых организмах. [c.141]

Еще шестьдесят лет тому назад было установлено, что помимо биосинтетических процессов с участием хлорофилла и химических превращений, связанных с зрительными ощущениями, свет может вызывать химические превращения органических соединений. Из первых исследователей, занимавшихся вопросами фотохимии в то время, следует назвать Чамича 1а и Зильбера [77] и Патерно [193]. Однако несмотря на разнообразные и интересные открытия в этой области возможности практического применения фотохимии (не с чисто научными целями) казались ограниченными. Это объясняется многими причинами. Во-первых, для реакций, вызываемых облучением, в особенности реакций нецепного характера, требуется большой расход энергии. Во-вторых, многие реакции, вызываемые светом, связаны с образованием радикалов, склонных к дальнейшим превращениям, но те же самые радикалы можно получить другими, более простыми способами. Продукты многих фотохимических реакций можно легче получать обычными методами синтеза. В-третьих, фотохимические реакции часто приводят к сложным результатам, которые не всегда находят удовлетворительное объяснение, и контроль за такими процессами может быть затруднительным. Наконец, необходимые источники света (не считая солнечного излучения) и аппаратура для фотохимических реакций до недавнего времени были мало доступны. [c.368]

Разработка теории фотохимических реакций необходима не только для препаративных целей, но и для понимания многих важных биохимических явлений. В основе фундаментального процесса усвоения света растением фотосинтеза лежит способность органической молекулы хлорофилла поглощать космическую энергию Солнца и затем трансформировать ее для удовлетворения энергетических потребностей всей биосферы. Восприятие света глазом сопровождается сложными фотохимическими превращениями, в частности, цис-транс-изомерязацт ретинальдегида [c.286]

Еп образует один цикл, 2Еп—два, ЗЕп —три, а-хлорофилл — четыре, этилендиаминтетрауксусная кислота — пять циклов. Число циклов может быть и больше. Главную роль здесь играет дентат-ность лиганда. Важной характеристикой циклов является число его членов (число узловых атомов в цикле). Они бывают четырех-, пяти-, шести-,. ..членными. В соответствии с правилом образования циклов наиболее устойчивы пяти- и шестичленные циклы. Соединения с трех-, четырех-, семи- и восьмичленными циклами либо вообще не образуются, либо характеризуются сравнительно невысокой устойчивостью. Разрыв цикла при химических превращениях происходит по месту наименее прочной связи. Явле> [c.275]

В клетках зеленых растений хлорофилл содержится в особых частицах — хлоропластах, которые и являются химическим заводом , осуществляющим фотосинтез. Кроме хлорофилла, в процессе фотосинтеза участвует целая система ферментов. Из углекислого газа в процессе фотосинтеза образуются триозы (глицериновый альдегид СН. ОН—СНОН—СНО, диоксиацетон НОСН2СОСН2ОН), которые далее превращаются в гексозу и затем в крахмал. Все эти превращения идут через стадию эфиров фосфорной кислоты. [c.304]

Получение веществ искусственным путем — важная и увлекательная задача химии. Однако в природе имеется много химических превращений, механизмы которых пока неизвестны ученым. Раскрытие этих секретов природы должно принести огромные материальные выгоды. Так, связывание молекулярного азота в химические соединения в промышленности осуществляется в чрезвычайно жестких условиях. Синтез аммиака из азота и водорода происходит при высоком давлении Ктысячи паскалей) и температуре (сотни градусов), а для синтеза оксида азота(И) из азота и кислорода характерна температура около 3000 °С. В то же время клубеньковые бактерии на бобовых растениях переводят в соединения атмосферный азот при нормальных условиях . Эти бактерии обладают более совершенными катализаторами, чем те, которые используют в промышленности. Пока известно лишь, что непременная составная часть этих биологических катализаторов — металлы молибден и железо. Другим чрезвычайно эффективным катализатором является хлорофилл, способствующий усваиванию растениями диоксида углерода также при нормальных условиях. [c.10]

Неравновесные электронно-возбужденные состояния молекул играют решающую роль в первичных актах фотосинтеза. Кванты света поглощаются системой молекул хлорофилла, затем по экситонному механизму энергия возбуждения передается димеру хлорофилла с послед, фотохим. разделением заряда. Порождаемые внеш. воздействием (светом, хим. превращениями в среде) неравновесно возбужденные атомы, молекулы, сложные мол. комплексы обусловливают высокую избирательность биохим. р-ций, управление и самоорганизацию хим., биол. и физиол. процессов, характерных для живой природы (см. Самоорганизация в неравновесных процессах). [c.219]

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. В настоящее время закапывается и сжигается огромное количество растительных отходов сельскохозяйственного производства, в частности, верхних побегов картофеля Solanum tuberosum и чешуй лука Allium сера L, из которых в результате физико-химических и химических превращений можно выделить ценные вещества каротиноиды, флавоноиды, хлорофиллы, алкалоиды. [c.1]

Работы по изучению включения меченых АЛК и протопорфи-рпна IX в предшественники хлорофиллов в бесклеточных системах из зеленых семядолей огурцов [80] и этиопластов выросшего в темноте ячменя [81] подтвердили высказанное ранее предположение. Имеющиеся данные суммированы ниже в разделах, посвященных превращению протопорфирина IX в метиловый эфир М.ё протопорфирина IX и затем превращению последнего в хлорофилл о.- [c.660]

Протохлорофиллид а, отличающийся от хлорофиллида а толь ко степенью восстановления кольца О, аккумулируется в неболь ших количествах в этиопластах проросших семян покрытосемян ных, выращенных в темноте [77,86]. Такие этиопласты не содер жат хлорофилл а, но быстро образуют это соединение на свету Интересно отметить, что в этиолированных листьях ячменя, йы ращенного в темноте в присутствии АЛК, могут накапливаться значительные количества протохлорофиллида а [79]. Превращение протохлорофиллида а в хлорофиллид а осуществляется посредством любопытной светозависимой ферментативной реакции [77, 86, 92]. [c.664]