Хлорофилл реакция образования

Наиболее важной фотохимической реакцией в природе является усвоение двуокиси углерода и воды растениями посредством солнечного света и хлорофилла. Хлорофилл, который придает растениям их зеленый цвет, представляет собой комплексное органическое соединение, содержащее магний. Он поглощает красный, голубой и в меньшей степени зеленый свет. Возбужденный таким образом хлорофилл ответствен за образование из двуокиси углерода и воды исходного вещества для роста всех растений [c.557]

Действительно, общий цикл обмена веществом и энергией для живых организмов можно упрощенно представить как инициирующее этот цикл образование сложных молекул типа углеводов из СО2 и воды в ходе фотосинтеза растений с последующей деградацией продуктов фотосинтеза вновь до СО2 и воды в процессах дыхания в рассматриваемом организме. При этом уменьшение энтропии происходит только в момент электронного возбуждения молекулы хлорофилла за счет поглощения фотосинтезирующими организмами носителей чистой свободной энергии — квантов солнечного света, в результате чего становится возможным протекание первичных фотосинтетических реакций образования энергоемких веществ. Все происходящие далее биохимические процессы носят необратимый характер и идут только с увеличением [c.297]

Фотохимические реакции весьма распространены. Достаточно указать на так называемую реакцию фотосинтеза, протекающую в растениях при участии зеленого пигмента — хлорофилла — при поглощении солнечной радиации. Фотосинтез сводится к ассимиляции оксида углерода (IV) с образованием углеводов и выделением кислорода. Это многостадийный процесс, суммарное уравнение которого можно записать в виде [c.269]

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]

Механизм защитного действия каротиноидов у фотосинтезирующих организмов заключается в следующем (рис. 88). Молекула хлорофилла, поглотившая свет, быстро (10 с) переносит энергию синглетного возбужденного состояния в реакционный центр. Из Ю поглощенных квантов света приблизительно 4 приводят к переходу молекулы хлорофилла в возбужденное триплетное состояние. Возникает возможность фотодинамического поражения. Каротиноиды могут участвовать в трех защитных реакциях 1) непосредственно тушить триплетное состояние хлорофилла, переводя его в основное состояние (рис. 88, А) возникающая при этом триплетная молекула каротиноида отдает избыточную энергию в виде тепла и возвращается в основное состояние 2) триплетный хлорофилл не гасится каротиноидами происходит его взаимодействие с О2, переводящее последний в возбужденное синглетное состояние синглетный кислород гасится каротиноидами (рис. 88, Б) 3) синглетный кислород, не подвергшийся гашению каротиноидами по физическому механизму, может взаимодействовать с ними в химической реакции, приводящей к окислению каротиноидов. Участие каротиноидов в любой из трех описанных выше реакций будет снижать уровень образования в клетке 0 . [c.339]

Можно ожидать, что физическое тушение флуоресценции растворителем будет менее значительным в растворителях с симметричными неполярными свойствами, например в циклогексане или четыреххлористом углероде. Однако последние данные говорят о том, что хлорофилл в растворителях этого типа флуоресцирует менее сильно, чем в более полярных или более поляризуемых растворителях. Это подтверждает ту мысль, что химические взаимодействия молекул пигмента могут часто иметь, по крайней мере, такое же значение, как и физические процессы рассеяния. Быстрое уменьшение флуоресценции со временем, обнаруженное во многих растворах хлорофилла (например, в бензольных растворах и в четыреххлористом углероде), также говорит о химическом взаимодействии связано ли это с самим растворителем или с какими-либо примесями к нему (например, растворенным кислородом), пока еще неясно. Не выяснено также, обусловлено ли быстрое уменьшение флуоресценции химическим превращением хлорофилла или образованием путем реакции, сенсибилизированной хлорофиллом, каких-то веществ с сильно тушащими свойствами. [c.174]

Образование соединений Д и АНг можно считать основным итогом фотосенсибилизированной хлорофиллом реакции. [c.155]

В листьях же, бедных хлорофиллом, скорость фотосинтеза лимитируется протеканием световых реакций, образованием малого количества первичных фотопродуктов. [c.16]

Эта способность к комплексообразованию и близкое сходство с пиррольной структурой указывают на возможность вступления аминотриазола в реакцию образования порфиринов, сходных по строению с хлорофиллом, но не способных выполнять функции хлорофилла [22, 30]. Возможно также, что аминотриазол связывает в растении атомы металлов, необходимые для синтеза хлорофилла, образуя с ними комплексы [30]. [c.610]

Значение указанных в таблице 9 элементов, в особенности углерода, водорода и кислорода, азота, фосфора и калия, освещалось уже в биологии. По вопросу о роли микроэлементов вы могли бы высказать предположение, опираясь на известные вам данные о катализе. Не играют ли вещества, в состав которых входят микроэлементы, роль катализаторов Действительно, всем живым организмам необходимы вещества, регулирующие скорость биохимических реакций. Микроэлементы и входят в состав таких веществ, например ферментов. Действие их многообразно. Например, железо, марганец и цинк входят в состав некоторых ферментов-катализаторов окислительно-восстановительных реакций. Железо способствует образованию хлорофилла. [c.75]

Препарат устойчив к гидролизу и действию окислителей, но легко вступает в реакции конденсации, например с альдегидами, кетонами и другими соединениями. Он быстро поглощается как корнями, так и надземными частями растений, вызывая хлороз, который не устраняется добавлением в почву или обработкой растений солями железа. Это, по-видимому, связано с вытеснением аминотриазолом пиррольных циклов из молекулы хлорофилла и образованием хелатных соединений с жизненно важными для растений ионами металлов. [c.461]

Биологические применения фотохимии. Самой важной фотохимической реакцией является соединение двуокиси углерода с водой в растениях под действием солнечного света и хлорофилла. Хлорофилл, сообщающий растениям зеленый цвет,— сложное органическое соединение, содержащее магний. Как видно на рис. 18-2, он поглощает красные, синие и, в меньшей степени, зеленые лучи. Активированный таким образом хлорофилл содействует образованию из двуокиси углерода и воды вещества, необходимого для роста растений. [c.700]

К фотохимическим относятся реакции, протекающие под действием квантов света. Такие реакции многочисленны, а некоторые из них имеют жизненно важное значение. Фотохимическими являются реакции выделения кислорода и ассимиляции диоксида углерода в процессе фотосинтеза, образование озона из кислорода под действием ультрафиолетового излучения Солнца, природный синтез хлорофилла и т. п. Фотохимическое разложение бромистого серебра лежит в основе фотографического процесса. С фотохимическими реакциями связано явление люминесценции, выцветание красок и т. п. [c.200]

Вся жизнь на земле в конечном счете зависит от синтеза углеводов за счет усвоения углекислоты из атмосферы. Солнечный свет обеспечивает энергией этот процесс, в целом известный под названием фотосинтеза. Первой стадией фотосинтеза является поглощение фотона пигментами в многоклеточных растениях наиболее важную роль играет хлорофилл-а. Энергия фотона трансформируется в химическую энергию, обеспечивающую протекание реакции СО2—и образование углерод-углеродных связей эта реакция представляет собой восстановительное карбоксилирование, со- [c.216]

После завершения этих реакций наступает темновая стадия процесса фотосинтеза, сущность которой состоит в передаче водорода молекулой восстановленного хлорофилла молекуле СО2 с образованием органических соединений типа углеводов. Этот процесс совершается под действием соответствующих ферментов по схеме [c.178]

Аналогичные результаты были получены в реакциях фотопереноса электрона для пигментов (хлорофиллы, феофитин и др.) в присутствии акцепторов (хиноны, метилвиологен, нитросоединения) и доноров (аскорбиновая кислота, фенилгидразин, гидрохинон, Fe +) электрона. Образование ион-радикалов красителей при фотохимических окислительно-восстановительных реакциях протекает через ряд промежуточных стадий, включающих образование возбужденного комплекса донорно-акцепторного типа и ион-ра-дикальных пар. Донорно-акцепторный комплекс с триплетным состоянием красителя был обнаружен в реакции фотоокисления хлорофилла я-бензохиноном в толуоле. Вероятность дезактивации эксиплекса в направлении образования ион-радикальной пары зависит от степени переноса заряда внутри возбужденного комплекса. В свою очередь степень переноса заряда определяется сродством к электрону и потенциалом ионизации как триплетной молекулы красителя, так и невозбужденной молекулы донора или акцептора электрона. [c.178]

За счет поглощаемой энергии солнечного света проходит важнейший на нашей планете фотохимический процесс — синтез углеводов и образование молекулярного кислорода из СОа и НгО. Свет поглощается специальным пигментом — хлорофиллом, который переходит в электронно-возбужденное состояние, и с этого начинается цепочка реакций, приводящая в конечном итоге к восстановлению углекислого газа до глюкозы. Суммарное уравнение реакции можно записать в виде [c.370]

Для образования одной молекулы глюкозы, согласно этому уравнению, 24 раза должно произойти поглощение света хлорофиллом, и каждый раз хлорофилл отдает свой возбужденный электрон на восстановление СОг. Отдав свой электрон, хлорофилл приобретает свойства окислителя и стремится получить электрон обратно. Получает он электрон от молекулы воды с помощью сложной цепочки реакций, рассматриваемых в специальных курсах биохимии. Итоговое уравнение этой цепочки можно записать [c.370]

Аналогичные результаты были получены в реакциях фотопереноса электрона для пигментов (хлорофиллов, феофитина и др.) в присутствии акцепторов (хинонов, метилвиологена, нитросоединений) и доноров (аскорбиновой кислоты, фенилгидразина, гидрохинона, Ре2+) электрона. Образование ион-радикалов [c.305]

Явление аутоокислення имеет большое значение как в биохи мни, так и в органической химии. В биохимических процессах кислород играет большую роль в поддержании жизни, причем его поглощение п утилизация живыми организмами происходит благодаря катализу энзимами. Принято считать, что ассимиляция жирных кислот протекает через промежуточное образование р-кетокислот и их декарбоксилирование. В связи с реакциями фотосинтеза в растительном мире, происходящими в присутствии хлорофилла, следует напомнить о ранее рассмотренных работах Шенка с применением фотосинсибилизаторов для катализа окисления органических соединений при относительно низких температурах. Давно известно, что хранение различных соединений в контакте с воздухом приводит к образованию нежелательных продуктов окисления в результате этих процессов из нефтяных углеводородов образуются продукты окисления и смолы, а пз эфиров ациклических и циклических — взрывчатые вещества. Аутоокисление, часто катализированное, нашло практическое применение в различных промышленных процессах, например, для получения терефталевой кислоты из ксилолов, малеиновой кислоты из бензола и кумилгидроперекиси из кумола в производстве фенола и ацетона. В будущем можно ожидать значительного увеличения числа таких процессов. [c.456]

В процессе аутоокисления (см. разд. 25.1.8.1) алкены активируются путем образования радикала. Это возможно при фотолизе, обычно в присутствии соответствующего сенсибилизатора, например хлорофилла или эритрозина, для перевода кислорода в более активное синглетное состояние (другие фотолитические реакции в присутствии сенсибилизатора, например рибофлавина, приводят к алкенильным радикалам, из которых образуются те же продукты, что и при прямом аутоокислении). Синглетный кислород взаимодействует с алкенами по согласованному механизму, не включающему образование радикалов, но сопровождающемуся миграцией двойной связи (схема 40). [c.45]

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]

Хромопротеины являются непременными и активными участниками аккумулирования энергии, начиная от фиксации солнечной энергии в зеленых растениях и утилизации ее до превращений в организме животных и человека. Хлорофилл (магнийпорфирин) вместе с белком обеспечивает фотосинтетическую активность растений, катализируя расщепление молекулы воды на водород и кислород (поглощением солнечной энергии). Гемопротеины (железопорфирины), напротив, катализируют обратную реакцию — образование молекулы воды, связанное с освобождением энергии. [c.78]

Особое место так называемых ароматических тетрапиррольных соединений - порфиринов (НгП) и их аналогов - среди огромного количества биологически активных веществ обеспечивается их участием в фундаментальных процессах жизнедеятельности, таких как фотосинтез (хлорофиллы и бактериохлорофиллы), перенос молекулярного кислорода (гемы), реакции изомеризации и перенос метильных групп (корриноиды), восстановление сульфита и нитрита (сирогем), образование метана у бактерий (фактор р4зо) и ряд других, а также их биосинтезом и широким распространением в природе. Тетрапирролы с открытой цепью (билины и фикобилины) являются продуктами распада гема в животных организмах. [c.326]

В настоящее время выяснены основные реакции образования тетрапир-ролов, являющихся непосредственными предшественниками гема и хлорофилла. С помощью меченых атомов было показано, что в синтезе гема в бес-клеточных экстрактах эритроцитов птиц принимают участие два исходных реагента аминокислота глицин и сукцинил-КоА (или активная форма янтарной кислоты) — промежуточный метаболит цикла трикарбоновых кислот Ис- [c.413]

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]

Отстаивая правомочность такого подхода к решению вопроса, они опирались на многочисленные случаи в истории изучения простетических групп гемоглобина и хлорофилла, когда результаты, полученные при работе с одним пигментом, с успехом использовались в исследованиях другого. Правильность их точки зрения подтвердили также последующие данные о том, что начальные стадии темновых реакций образования молекулы хлорофилла полностью совпадают вплоть до протопорфирина с описанными выше стадиями образования гема. Как показал Годневодним из главных источников углеродных атомов в молекуле протопорфирина являются глюкоза и другие монозы, дающие начало ацетату, и, возможно, значительной части молекул гликокола. Не останавливаясь детально на последующих этапах синтеза хлорофилла, приведем схему этого процесса (по Годневу, 1959) [c.191]

Франк и Розенберг предположили, что поглощение от 700 до 705 ммк (П-700) обусловлено п- т -возбужденным состоянием активного центра фотосинтетической единицы. Соединение хлорофилла с цитохромом лежит, следовательно, выше главного я-я -уровня при 680 ммк. Более коротковолновый свет, дающий главным образом я-я -возбуждение, предохраняет реактивный центр хлорофилла от образования Хлок Цит (ОН), который не может вовлекаться ни в реакцию (8.3), ни в реакцию (кб), и фотосинтетическая единица выбывает из строя. Тогда требуется внешний восстановитель для возвращения функций [c.325]

ФОТОСИНТЕЗ — синтез растениями органических веществ (углеводов, белков, жиров) из диоксида углерода, воды, азота, ( юсфора, минеральных солей и других компонентов с помощью солнечной энергии, поглощаемой пигментом хлорофиллом. Ф.— основной процесс образования органических веществ на Земле, определяющий круговорот углерода, кислорода и других элементов, а также основной механизм трансформации солнечной энергии на нашей планете. В процессе Ф, растения усваивают вгод4 101 туглерода, разлагают 1,2 х X 10 т воды, выделяют 1 10 т кислорода и запасают 4-102° кал солнечной энергии в виде химической энергии продуктов Ф. Это количество энергии намного превышает годовую потребность человечества в ней. Ф.—сложный окис-лительно-восстановительный процесс, сочетающий фотохимические реакции с ферментативными. Вследствие Ф. происходит окисление воды с выделением молекулярного кислорода и восстановление диоксида углерода, что выражается [c.268]

В 1894 г. Эмиль Фишер впервые четко сформулировал определение асимметрического синтеза на основании своих экспериментов по превращению моносахаридов в высшие гомологи по схеме циангидрипового синтеза, сопоставив этот процесс непосредственно с биохимическим процессом образования оптически активных сахаров в растениях [1]. Он высказал предположение, что двуокись углерода и вода, конденсируясь под влиянием солнечного света и хлорофилла, образуют формальдегид, который затем вступает в реакцию конденсации с другой молекулой формальдегида или с простейшими углеводами, причем под направленным воздействием оптически активных соединений в хлорофиллсодержащих зернах клетки реакция протекает таким образом, что вхождение каждого следующего асимметрического атома в цепь приводит к образованию только одной из двух возможных стерео-изомерных форм. В результате образуется молекула моносахарида. прочно связанная с хлорофиллом. Это образование затем распадается на оптически активный моносахарид и регенерированный хлорофилл — катализатор, способный вновь участвовать в этом цикле [1, 2]. Химический путь превращения углерода при фотосинтезе, установленный в настоящее время, в деталях имеет мало общего с этой упрощенной схемой, предложенной в конце прошлого столетия. Тем пе менее представления об асимметри-ческол синтезе, выдвинутые Фишером, в общих чертах остаются в силе и до настоящего времени. [c.11]

Д. И. Сапожниковым с сотр. показано, однако, что дезэпоксидация может происходить и в аэробных условиях, но по другому механизму, чем при анаэробиозе фотоокисление эпоксидной группы или фотовосстановление ее с образованием воды. Биологически активный свет, по-видимому, поглощается как каротиноидами, так и хлорофиллом, а направление реакции в цикле зависит от внутриклеточного газового состава. Кроме того, высказывается предположение, что виолаксантиновый цикл принимает участие в реакциях образования молекулярного кислорода при фотоокислении воды. [c.216]

Литературные данные по изучению скоростей диссоциации комплексных соединений хлорофилловой кислоты (Ь) исчерпываются работами [13—15, 21] по сравнительному изучению диссоциации хлорофиллов (а) и (Ь). Нами были измерены скорости реакций образования и диссоциации комплексов хлорофилловой кислоты (Ь) с Си + и Zn + в ледяной НАс, а также скорости диссоциации этих комплейсов в смесях НАс с H2SO4. [c.9]

Хлорофилл спирторастворимый при нагревании с нитроиндандионом дает оранжевое окрашивание зеленая окраска пропадает, и раствор становится грязно-оранжевым с темным смолистым осадком. Надо полагать, что и здесь изменение окраски обусловливается частичным расщеплением хлорофилла и образованием производных пиррола. Так как последние в описанных условиях могут образоваться в ничто-киых ко.ли-чествах, то это косвенно подтверждает большую чувствительность реакций пиррола с нитроиндандионом. [c.95]

Поскольку при переходе в возбужденные состояния (синглетные и триплетные) энергия молекул повышается, последние приобретают химические свойства, которых не было у невозбужденных молекул [67, 67а]. Изменения значений рА а функциональных групп при переходе в возбужденное состояние могут приводить к диссоциации протонов или к их присоединению. Диссоциация на ионы или радикалы иногда сопровождается разрывом связей. Могут протекать реакции фотоприсоединения и фотоотш,епления, а также изомеризация молекул, играюш,ая важную роль в функционировании зрительных рецепторов. Возбужденные молекулы могут стать сильными окислительными агентами, способными принимать атомы водорода или электроны от других молекул. Примером такого рода служит фотоокисление ЭДТА рибофлавином (подвергающимся фотовосстановлению, как показано на рис. 8-15). Более важным с точки зрения биологии процессом является фотосинтез, в ходе которого возбужденные молекулы хлорофилла осуществляют фотовосстановление других молекул, временно оказываясь при этом в окисленном состоянии. К сожалению, ценность исследования фотохимических реакций сильно снижается возможностью протекания множества параллельных реакций, зачастую приводящих к образованию огромного количества разных фотохимических продуктов (достаточно взглянуть на тонкослойную хроматограмму продуктов распада рибофлавина, рис. 2-34). [c.33]

К настоящему времени почти полностью выяснены основные пути образования порфиринов и протопорфиринов, являющихся непосредственными предшественниками гема и хлорофилла. Благодаря исследованиям Д. Шемина и др. выяснены основные пути синтеза гема. С помощью меченых предшественников было показано, что в синтезе гема в бесклеточных экстрактах эритроцитов птиц специфическое участие принимают глицин, уксусная и янтарная кислоты. Источником всех 4 атомов азота и 8 атомов углерода тетрапиррольного кольца оказался глицин, а источником остальных 26 из 34 атомов углерода-янтарная кислота (сукцинат), точнее ее производное сукцинил-КоА. Последовательность химических реакций синтеза тетрапирролов в организме животных можно условно разделить на несколько стадий. [c.504]

Прежде чем произойдет образование хелатного комплекса с металлом, порфириногенный макроцикл в результате удаления шести водородных атомов должен быть превращен в сопряженный окрашенный порфирин (рис. 5.22, Л). Последовательность их удаления неизвестна. Продукт этой реакции— протопорфирин IX (5.60) является последним промежуточным продуктом, общим для биосинтеза хлорофилла и гема. [c.201]

Образование хлорофилла а. Превращение протохлорофиллида а в хлорофилл а включает только две реакции — гидрирование кольца с образованием дигидропорфиринового (хло-ринового) макроцикла и этерификацию последнего Сго-изопре-ноидным спиртом фитолом (рис. 5.24). Хотя эти реакции кажутся простыми, в целом образование хлорофилла а из протохлорофиллида— процесс чрезвычайно сложный. [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология