Хлорофилл флуоресценция Флуоресценция хлорофилла

Для лучшего понимания фотохимических свойств хлорофилла существенно необходимы дальнейшие измерения выхода флуоресценции хлорофилла в разных условиях. В настоящее время наши знания абсолютного выхода флуоресценции хлорофилла в растворе ограничиваются лишь одной оценкой Принса [22], который нашел, что выход составляет около 10% (в 10 М растворе хлорофилла а в этаноле). Принс не принимал во внимание реабсорбцию (см. фиг. 108), и отсутствие точных сведений о постановке опыта не позволяет [c.162]

Облучение хлоропластов вызывает легко измеряемую флуоресценцию хлорофилла а, в то время как хлорофилл Ь и другие формы хлорофилла, а также каротиноиды и прочие пигменты совершенно не флуоресцируют. Отсюда следует, что все они служат вспомогательными пиг- [c.43]

Флуоресценцию хлорофилла сильно тушат кислород, хиноны и различные другие вещества. Механизм точно не известен. Константы скорости тушения близки к 10 л-моль -сек и находятся в соответствии с величинами, рассчитанными для процессов, лимитируемых диффузией. Они приблизительно в 10 раз больше, чем константы скорости тушения триплетного состояния, установленные методом флеш-фотолиза (стр. 126). Аналогичное различие наблюдается для антрацена и большее — для тионина (см. ниже). Эти результаты интересны для изучения фотосинтеза. [c.164]

Флуоресценцией называется излучение, которое наблюдается одновременно с поглощением света. Флуоресцентное излучение всегда имеет длину волны большую, чем поглощаемое излучение. Хорошо известный пример — флуоресценция хлорофилла в воде. Общепринятая теория эффекта [20, 46] основана на представлении [c.108]

Фотосинтез протекает при помощи пигментов зеленых листьев. Последние содержат два хлорофилла — а (голубовато-зеленый) и б (желтовато-зеленый) (см. главу Пиррол ) — и две группы каротиноидов — каротины (оранжевые) и ксантофиллы (желтые). Эта система пигментов находится в хлоропластах — частицах удлиненной формы, находящихся в клетках зеленых листьев. Установлено, что лучистая энергия, поглощенная одним пигментом, может быть передана другому пигменту хлоропласта. При облучении хлоропластов светом с длиной волны, поглощаемой исключительно хлорофиллом б, испускаемое излучение (за счет флуоресценции) содержит длины волн, характерные для хлорофилла а, в то время как флуоресценция хлорофилла б уменьшается. Остальные пигменты клетки могут передавать аналогичным образом поглощенную энергию хлорофиллу а. Тем самым расширяется спектральная область, потребляемая в фотосинтезе. Хлорофилл передает поглощенную лучистую энергию химической системе при помощи еще не выясненного механизма. [c.260]

В высших растениях фотосинтез протекает наиболее эффективно при поглощении света хлорофиллом а. Роль хлорофилла Ь, каротиноидов и других сопутствующих пигментов не вполне ясна. Хлорофилл а представляет собой единственный пигмент, общий для всех фотосинтезирующих организмов. Поэтому предполагают, что только хлорофилл а способен быть донором энергии непосредственно для фотосинтетической реакции, а все другие пигменты передают поглощенную ими энергию хлорофиллу а. Эта гипотеза согласуется со спектром действия для фотосинтеза и с наблюдением, что сопутствующие пигменты могут сенсибилизировать флуоресценцию [c.258]

Ф. Перрен [18] впервые измерил поляризацию красной флуоресценции хлорофилла при возбуждении светом разных длин волп и определил углы между осциллятором излучения и различными осцилляторами поглощения. Поляризация, в частности, получилась положительной при всех длинах волн возбуждения. [c.345]

Следовательно, если в рассматриваемом интервале температур эффективность образования триплетов фг постоянна, то график зависимости величины п[фе/(тф/)] от обратной температуры будет прямой линией с наклоном А // . Паркер и Джойс [114] подтвердили это на опыте из своих данных они определили АЕ и, взяв известные значения синглетной энергии (рассчитанные по максимумам в спектрах поглощения и быстрой флуоресценции), вычислили энергии триплетных состояний хлорофилла а и хлорофилла Ь, приведенные во второй графе табл. 33. [c.309]

Нужно отметить, что растворы хлорофилла испускают замедленную флуоресценцию обоих типов — Е и Р [114] первая доминирует при низких скоростях поглощения света в вязких растворителях (пропиленгликоль), вторая — при высоких скоростях в менее вязких растворителях (этанол). Интересно также, что фотовозбуждаемая замедленная флуоресценция (вероятно, хлорофилла а) испускается живыми листьями многих растений [229]. Паркер и Джойс [229] полагают, что это замедленная флуоресценция типа Е молекул хлорофилла, находящихся в тех центрах фотосинтетических единиц, в которых реакции с субстратом затруднены. [c.309]

Каротиноиды или фикобилины никогда не проявляли способности осуществлять фотосинтез без хлорофилла это поддерживает взгляд, высказанный Энгельманом [58,61], что добавочные пигменты не участвуют прямо в окислительно-восстановительном процессе, а передают свою энергию возбуждения хлорофиллу. Как установлено в главе XVHI, этот физический механизм кажется гораздо вероятнее для случая передачи энергии между двумя красителями с перекрывающимися полосами поглощения, чем для передачи энергии от пигмента к бесцветному субстрату. Сенсибилизируемая каротиноидами флуоресценция хлорофилла у зеленых и диатомовых водорослей дает прямое доказательство наличия процесса [c.566]

Альберс и Кнорр [21, 26] и Кнорр [54] наблюдали изменения в спектре флуоресценции хлорофиллов а и во времени в различных растворителях (эфир, ацетон, бензол и метанол), находящихся в равновесии с различными газами (воздух, кислород, углекислота и азот). Они обнаружили весьма разнообразные изменения в положении, форме и интенсивности полос флуоресценции. Эти изменения не легко поддаются интерпретации и свидетельствуют о сложных химических превращениях. Очевидно, и растворитель, и растворенные в нем газы принимают участие в химических реакциях с возбужденными молекулами хлорофилла. В некоторых системах эти реакции ведут к полному исчезновению флуоресценции уже после часового облучения. Одна из причин запутанности результатов Кнорра и Альберса состоит в том, что они применяли нефильтрованный свет мощной ртутной дуги. Интенсивное ультрафиолетовое излучение могло в данном случае вызвать реакцию хлорофилла с веществами, которые не действуют на него в видимом, особенно в красном, свете. [c.174]

Дере и Бирмахер [42] сфотографировали флуоресценцию листьев Pelargonium на пластинках, сенсибилизированных к далекому инфракрасному излучению, и нашли новую полосу с осью у 812 мц, тянущуюся до 830 мц. В табл. 33 длины волн пиков четырех известных полос флуоресценции хлорофиллов а и в живых клетках сравниваются с длинами волн соответствующих полос в эфирных растворах. [c.219]

Источники ошибок при измерении флуоресценции еще более многочисленны, чем при измерении поглощения. Свет флуоресценции, который должен быть измерен, необходимо с помощью фильтров отделить от выходящего из клетки рассеянного возбуждающего света (часть этого света может иметь ту же или почти ту же длину волны см. фиг. 18 и фиг. 23). Еще одним источником ошибок является реабсорбция излучаемого света внутри самой клетки ее, однако, можно свести к минимуму, если использовать ткани с. очень низким содержанием хлорофилла. На фиг. 23 показан спектр флуоресценции белых участков листа пестролистной разновидности плюща видно, что он сильно напоминает спектр флуоресценции хлорофилла а в эфире (фиг. 8, Л), хотя и с некоторым смещением максимума в длинноволновую сторону (как это характерно также для спектра поглощения in vivo). В нормальном листе реабсорбция вблизи максимума поглощения хлорофилла а значительно уменьшает интенсивность флуоресценции и еще больше сдвигает максимум в длинноволновую сторону. В то же время дальний красный максимум флуоресценции при 740 нм, где хлорофилл поглощает совсем слабо, в нормальном листе оказывается значительно выше благодаря более высокому содержанию хлорофилла. Рассеяние и внутреннее отражение в листе, которые увеличивают реабсорбцию, удлинняя путь света, можно уменьшить, инфильтрируя межклетники водой [304]. Этот же метод можно использовать и для улучшения спектров поглощения. [c.45]

Запасание и использование солнечного излучения зависит от наличия в растениях хлорофилла. На рис. 8.7 показана структурная формула наиболее широко распространенного хлорофилла о. Резонанс сопряженной системы приводит к оптическому поглощению в видимой области спектра на длинах волн, соответствующих максимальной солнечной интенсивности на уровне моря. В то же время свойственная порфнриновой структуре стабильность гарантирует, что поглощение излучения будет сопровождаться процессами переноса энергии или излучения, а не диссоциацией хлорофилла. Хлорофилл является особо эффективным сенсибилизатором благодаря способности поглощать энергию света и передавать ее от одной молекулы к другой до тех пор, пока не появятся условия, подходящие для сенсибилизируемой реакции. В органических растворах выход флуоресценции составляет примерно 0,3 (хотя в естественных условиях он значительно меньше), что является дополнительным свидетельством стабильности молекулы. [c.230]

Передача энергии от одних молекул светопоглощающих пигментов к другим происходит легко на расстояниях до 30 А, таким образом, например, совершается переход энергии от хлорофилла Ь к хлорофиллу а способ этого перехода пока остался еще неясным. После того как энергия возбуждения достигла молекулы хлорофилла а, требуется еще около 10" сек для того, чтобы эта молекула перешла в особое специально приспособленное для фотосинтеза состояние если, находясь в этом состоянии в течение 10 сек, молекула не совершит биохимического акта, подготовляющего цепь звеньев фотосинтеза, энергия выбрасывается в виде флуоресценции. [c.344]

Из синглетного состояния хлорофилл может перейти снова в исходное состояние с испусканием кванта флуоресценции (hv ) или же после рассеяния части энергии в виде тепловой ( - ) может перейти в бирадикальное состояние 7J. Это состояние, как предполагается является активгшм в фотосинтезе. В отличие от S время его жизни велико, поэтому хлорофилл в состоянии 7 может вступать в самые разнообразные биохимические превращения. [c.736]

Определение содержания флуоресцирующих молекул можно проводить с помощью метода внутреннего репера (см. наст. сб. с 168). Спектр эхо-сигнала природной воды, полученный при возбуждении излучения Явозб = 532 нм (см. рис. 1), является комбинацией трех основных полос линии СКР воды ( тах=651 нм), полосы флуоресценции хлорофилла а (Я а,( = 685 нм), полосы флуоресценции РОВ (А,,па =560-ь580 нм). Введем два параметра [c.177]

Попытки исследования поляризации флуоресценции хлорофилла in vivo уже имеются. В работе [23] сравнивается поляризация флуоресценции вязких растворов хлорофилла и суспензии одноклеточной водоросли хлореллы. Степень поляризации во втором случае (-- 3%) оказалась существенно меньше, чем в первом 25%). Авторы делают отсюда вывод о наличии миграции энергии между молекулами хлорофилла в гранах по величине деполяризации опи оценивают число актов миграции. Воз-моншость такой оценки представляется весьма важной для проблемы фотосинтеза. [c.347]

Паркер и Джойс [114] определили описанным методом эффективности образования триплетов для хлорофилла а и хлорофилла Ь в этаноле, использовав в качестве донора антрацен или нафталин. Им пришлось вводить поправки из-за малого вклада замедленной флуоресценции, возбуждаемой при непосредственном поглощении света хлорофиллом в растворах, содержащих сенсибилизатор (подробные данные см. в оригинальной статье). Полученные результаты включены в табл. 33. Сумма (ф/ + фг) заметно меньше единицы, что указывает на значительную роль внутренней конверсии из электронно-возбужденного синглетного состояния. В этом отношении результаты Паркера и Джойс отличаются от результатов Боуэрса и Портера [216], полученных в эфирных растворах методом импульсной абсорбционной спектроскопии. [c.296]

Для ряда важных соединений метод измерения фосфоресценции при 77 К неприменим либо вследствие слишком низкой ее эффективности, либо потому, что она расположена в инфракрасной области спектра, где спектрофосфориметры нечувствительны. Для таких веществ триплетные энергии можно получить из измерений замедленной флуоресценции типа Е или Р. Например, хлорофилл а и хлорофилл Ь в пропиленгликоле при умеренных скоростях поглощения света испускают только замедленную флуоресценцию типа Е [114], и измерения зависимости ее эффективности и времени жизни от температуры дают все необходимые данные для вычисления разности энергий (АЕ) между триплетным и первым возбужденным синглетным уровнями. Эффективность замедленной флуоресценции типа Е выражается уравнением (123), которое можно записать в виде [c.307]

Еще в 1935 г. Цшайле [316] применил для измерения спектров флуоресценции хлорофиллов а и Ь фотоэлектрический спектрофотометр, а в 1943 г. описал усовершенствованный прибор с вакуумным рубидиевым фотоэлементом [317]. С появлением чувствительных фотоумножителей фотоэлектрическая регистрация спектров флуоресценции оттеснила на второй план менее чувствительную фотографическую запись, которая к тому же менее удобна и не столь точна. Начиная с этого периода и вплоть до 1955 г. в литературе был описан ряд таких устройств [318— 326]. Со времени публикации статьи Боумана, Колфилда и Юден-френда [127], описывающей прибор с двумя монохроматорами, методика флуориметрии была усовершенствована настолько, что, имея даже небольшое количество вещества, исследователь легко может получить автоматическую запись полного спектра флуоресценции и возбуждения. При правильном применении такие измерения фотолюминесценции являются мощным методом химического анализа, как качественного, так и количественного, [c.377]

Второй аргумент в пользу непосредственного фотохимического взаимодействия между хлорофиллом и двуокисью углерода — связб между фотосинтезом и флуоресценцией хлорофилла in vivo. Существенно здесь то, что флуоресценция иногда возрастает при высоких интенсивностях света. Это происходит, когда истощается стационарная концентрация комплекса Og [24]. Простейшее объяснение тушащего действия, которое комплекс (СОд , вероятно, оказывает на флуоресценцию хлорофилла, заключается в допущении прямого фотохимического взаимодействия между этим комплексом и возбужденными молекулами хлорофилла. [c.173]

Точку зрения Либальдт разделяет Штерн [120, 121], который рассматривал флуоресценцию хлорофилла in vivo как наиболее важный признак его состояния. Этот исследователь наблюда.1, что нефлуоресцирующие коллоидные растворы хлорофилла можно заставить флуоресцировать добавлением липоида (мыла, олеиновой кислоты, лецитина) . тапоид переводит коллоид в эмульсию, причем пигмент образует истинный раствор в липоидных каплях. Вакки [132] нашел, что присутствие олеата натрия мешает исчезновению флуоресценции спиртового раствора хлорофилла при разведении его водой. Это показывает, что олеат и хлорофилл связываются в коллоидные частицы и что такая связь препятствует гашению флуоресценции. Олеат-хлорофильный комплекс может осаждаться из коллоидального раствора высаливанием, как коацер- [c.394]

Однако изложенный способ разделения хлорофилла на флуоресцирующую и нефлуоресцжрующую фазы имеет существенный недостаток— полоса флуоресценции хлорофилла в живых клетках сдвинута в красную сторону почти настолько же, насколько и полоса поглощения. [c.395]

Таким образом, слабую флуоресценцию хлорофилла in yivo следует, повидимому, относить не к хлорофиллу, находящемуся в ли поидной фазе, а к хлорофиллу, связанному в белковом комплексе. [c.396]

Уже в 1832 г. Пеллетье и Кавенту [24] подозревали, что хлорофилл представляет собой смесь пигментов. Гипотеза эта была доказана в 1864 г., 32 года спустя, когда физик Стокс, исследуя явление флуоресценции, опередил биохимиков открытием, что и зеленые и желтые пигменты листьев являются смесью по крайней мере двух основных компонентов. Через 42 года ботаник Цвет нашел еще бодее эффективный способ разделения пигментных смесей. Он изобрел хроматографический анализ и тотчас же применил его, впервые добившись разделения двух компонентов хлорофилла зеленых листьев. Цвет дал двум зеленым пигментам названия хлорофилл а и хлорофилл р, которые позднее начали называть просто хлорофиллами а и Ь. Хлорофилл а дает сине-зеленые растворы, хлорофилл Ъ — желто-зеленые. [c.404]

В коллоидальных экстрактах листьев и водорослей, описанных в главе XIV, каротиноиды остаются в связи с белками и липоидами. Фиг. 59 показывает место, которое Губерт приписывает каротиноидам в структуре хлоропластов. Следует указать, что это мнение гипотетично. Однако тесная связь хлорофилла с каротиноидами в живой клетке подтверждается явлением сенсибилизации каротиноидами флуоресценции хлорофилла in vivo, что отмечали Дэттон, Мэннинг и Дэггар [40]. Вероятно, эта связь обусловливает сенсибилизацию каротиноидами фотосинтеза и может быть дополнительной причиной сильного сдвига каротиноидных полос in vivo. [c.481]

На флуоресценцию хлорофилла в растворе пе действуют некоторые соединения, нанример изоамидамин или тиомочевина, самоокисление которых сенсибилизируется этим пигментом. Кислород действует на флуоресценцию только в том случае, когда его парциальное давление превышает 100 мм] для получения полного эффекта сенсибилизированного самоокисления достаточно гораздо более низкой концентрации. Это показывает, что первичные процессы сенсибилизированного окисления не конкурируют с флуоресценцией. Для объяснения этого довольно необычного отношения (для объяснения остальных аналогичных случаев см. Шпольскпй и Шереметьев [4] ) можно предположить, что возбужденные молекулы хлорофилла могут либо флуоресцировать, либо превращаться в долго живущие [c.487]

Вероятность фотохимической реакции между хлорофиллом и растворителем подтверждается также опытами Енорра и Лльберса по изменению флуоресценции хлорофилла с течением времени (см. стр. 501). [c.496]

Кнорр и Альберс [50] и Альберс и Кнорр [49] учитывали постепенное ослабление флуоресценции хлорофилла в различных растворителях— явление, представляющее, вероятно, одну из сторон фотохимического разложения пигментов. [c.499]

Все эти подсчеты основаны на предположении, что продукты реакции совсем не по-глош ают красного света, однако нет уверенности, что цвет исчезает на самой первой ступени фотохимического пре-враш,ення. Наоборот, первые продукты реакции могут еще сохранять зеленую окраску, и, таким образом, фотометрическое определение квантового выхода может частично относиться и ко вторичной ступени разложения. По Кнорру и Альберсу [50] и Альберсу и Кнорру [49], фотохимические превращения часто проявляются в изменении спектра флуоресценции без заметных изменений в окраске. Очевидно, выцветание скорее следует изучать повторными определениями по всей кривой поглощения, чем колориметрируя или фотометрируя в монохроматическом свете. Фиг. 69 показывает последовательные изменения в кривой поглощения освещенного раствора хлорофилла в ацетоне. Красная полоса полностью исчезает через несколько дней фиолетовая полоса более устойчива, показывая, что порфинная структура сохраняется на первых стадиях фоторазложения. При фотоокиолении хлорофилла, растворенного в ацетоне или бензоле, Аронов и Маккинней [63] наблюдали образование промежуточных продуктов розового цвета с оранжевой флуоресценцией (фиг.70). [c.502]

Отсутствие флуоресценции у хлорофилл-белковых комплексов указывает на то, что связь хлорофилла с этими соединениями еще более сокращает продолжительность жизни коротко живущего флуоресцентного состояния. Высокое парциальное давление кислорода, требуемое для сенсибилизированного хлорофилл-белковыми комплексами фотоокислепия (см. фиг. 73), показывает, что в этих комплексах вообще отсутствуют долго живущие активные состояния. [c.507]

Липофильные вещества также оказывают защитное действие на хлорофилл. Визнер [21] еще в 1874 г. отметил, что одинаковая степень выцветания хлорофилла получается в течение 3 мин. в 75-процентном спирте, 7 мин. — в бензоле, 12 мин.—в эфирен 3,5 часа — в оливковом масле. Шотар [20] наблюдал, что окрашенные хлорофиллом масла сохраняют свою окраеку неизменной в течение месяца на свету и на воздухе. По Штерну [34, 35], защищенные липоидами водные растворы хлорофилла также фотостабильны. Так как липофильные вещества скорее защищают, чем тушат флуоресценцию хлорофилла, они, повидимому, не оказывают влияния на коротко живущее флуоресцентное состояние пигмента, но влияют на долго живущее активное состояние. [c.507]

Может ли этот механизм объяснить также сенсибилизирующее действие хлорофилла 9ioMy противоречат два наблюдения во-первых, растворы хлорофилла не выцветают под действием восстанавливающих ионов, например Fe" " или J , и, во-вторых, флуоресценция хлорофилла не тушится этими ионами. [c.525]

Второй результат — отсутствие тушения флуоресценции хлорофилла субстратами фотоокисления, также не окончательно исключает механизм типа Вейсса — Фишгольда, так как его можно объяснить предварительной таутомеризацией или обратимой реакцией с растворителем [c.525]

Сравнение механнзиов типа А. В реакциях (18.83), (18.34), (18.40) и (18.41) мы сформулировали четыре возможных механизма типа Л для сенсибилизированного хлорофиллом самоокисления. Каждый из этих механизмов может объяснить, почему субстраты окисления не тушат флуоресценцию хлорофилла и почему фотоокисление происходит с высоким квантовым выходом даже при низких давлениях кислорода. Единственным экспериментальным материалом, который можно использовать для проверки этих формул, могут служить данные Гаффрона по квантовому выходу сенсибилизированного окисления алли.1тиомочевины [уравнение (18.32)]. [c.525]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология