Дыхание при освещении

Могут ли экстремальные галофилы расти за счет энергии света или он служит только дополнительным источником энергии В лаборатории был показан рост этих бактерий в анаэробных условиях, исключающих возможность осуществления брожения или анаэробного дыхания, при освещении клеток, если они содержат значительные количества бактериородопсина или если в среду внесен ретиналь, для синтеза которого необходим молекулярный [c.422]

Согласно данным, приведенным в табл. 7, при 10° образуется больше сахарозы и меньше моносахаридов (и крахмала), чем при 20°. Содержание моносахаридов может увеличиться до 35%, если перед освещением и анализом пройдет несколько часов дыхания в темноте. [c.41]

Следствием подавленного дыхания является брожение брожение вызывает нарушение одного или нескольких компонентов энзиматического механизма фотосинтеза, так что при освещении кислород [c.571]

Можно считать, что продуктами фотосинтеза являются те соединения, которые оказываются мечеными только в опытах на свету или с предварительным освещением. Аланин, яблочная и аспарагиновая кислоты, которые очень медленно фиксируют в темновых опытах без предварительного освещения и значительно быстрее фиксируют его на свету и в темновых опытах с предварительным освещением, являются продуктами как фотосинтеза, так и обратимых реакций дыхания. [c.591]

Гесснер [13] также нашел, что для стимуляции дыхания освещением в 40 ООО люкс необходим период темновой адаптации в несколько дней. Однако он указывает, что эффект повышения дыхания можно вызвать не только видимым, но и ультрафиолетовым светом. На основании этого он приходит к выводу, что стимуляция дыхания вызывается не фотосинтезом, а прямым возбуждением дыхательной системы. Ренджен [22] нашел, что ультрафиолетовый свет тормозит дыхание Еидета ]атЪо1апа. [c.573]

Известны многочисленные экспериментальные подтверждения приведенных выше выводов. Общепризнано, что освещение, температура, радиация и другие факторы оказывают глубокое воздействие на физические, психофизиологические и психические возможности, а также на производительность труда человека. В ритмах свет — темнота изменяется количество гармонов в крови день — ночь — температура тела. Ритм температур повторяется в работе сердца, в артериальном давлении и частоте дыхания. [c.55]

Скорость фотодыхания довольно трудно измерить. Поэтому в литературе часто оперируют другой величиной — точкой СОд-компенса-цииЧ, понимая под эти,м такую концентрацию СО2 (при заданной постоянной интенсивности света), при которой ассимиляция СО2 в ходе фотосинтеза уравновешивается дыханием. Воздух содержит - 0,03% (или 300 МЛН ) СО2. Для обычных сельскохозяйственных Сз-растений точка С02-компенсации составляет 40—60 млн при 25 °С. Для С4-растений эта точка намного ниже, иногда менее 10 млн". Роль данного различия особенно велика при сильном освещении, поскольку при этом содержание СО2 в воздухе над полем растущих растений заметно падает. Точка С02-компенсации в жаркие дни повышается, в результате у Сз-растений в отличие от С4-растений сильно понижается эффективность фотосинтеза. [c.56]

Главным фактором, регулирующим развитие фотосинтетических мембран и синтез пигментов, по-видимому, является парциальное давление кислорода. Если оно выше определенного уровня, дыхание может происходить с достаточной эффективностью, но образования фотосинтетических мембран или синтеза пигментов при этом не наблюдается. Низкое парциальное давление кислорода стимулирует образование фотосинтетического аппарата и пигментов, в первую очередь реакционных центров и главного комплекса светособирающей антенны Р-875. В ответ на изменение интенсивности освещения изменяется и состав пигментов. Так, у Rhodopseudomonas spp., свет низкой интенсивности стимулирует синтез бактериохлорофилла и каротиноидов, поскольку происходит формирование вторичного комплекса светособирающей антенны Р-800-850. Свет высокой интенсивности подавляет формирование этого комплекса, и в результате содержание пигментов снижается. В случае Rhodospirillum rubrum, которая не содержит антенны Р-800-850, содержание пигмента главной светособирающей антенны Р-875 регулируется интенсивностью освещения. О том, как протекают и регулируются процессы, в ходе которых фотосинтетические пигменты образуются и включаются в мембраны, известно немного. Гены, контролирующие синтез хлорофилла и каротиноидов, а также, возможно, развитие активного фотосинтетического аппарата в целом, локализованы в хромосоме (но не в плазмиде) и расположены очень близко друг к другу. В кодировании фотосинтетического аппарата может участвовать одна большая генетическая единица. [c.364]

Ограниченность экспериментального материала в химии приводила также и к тому, что отдельные теоретические экспериментальные исследования передовых ученых — физиков и химиков, их гениальные догадки и развитые ими новые представления, как, например, исследования о горении и дыхании Дж. Майова, новое учение об элементах Р. Бойля, корпускулярная философия М. В. Ломоносова и другие, остались не просто незамеченными и непризнанными современниками, но даже и не доступными для восприятия. Слишком узок был круг фактов, на которые опирались высказывавшиеся передовые идеи в то же время традиции, освещенные авторитетом ученых прошлого, оказались весьма живучими, а средневековые метафизические учения и объяснения казались еще само собой разумеющимися. [c.320]

К решению проблемы воздуха Лавуазье подошел, как и его предшественники, от практики — от своих первых работ по изысканию наилучшего способа уличного освещения, в которых он ограничился конструированием уличных фонарей, оставляя изучение самой реакции горения на будущее. К изучению этой реакции Лавуазье приступил лишь в 1772 г., когда в своем дневнике он наметил следующий план систематического исследования проблемы горения Процессы, при которых воздух связывается произрастание растений, дыхание животных, горение, прокаливание при Некоторых обстоятельствах . С опытов прокаливания металлбв в закрытых сосудах он и начал выполнение этого плана. Возможно, что Лавуазье имел уже тогда априорное решение вопроса о воздухе как о смеси газов (см. ниже), противостоящее общепринятому аристотелевскому представлению о воздухе-элементе во всяком случае его опыты были явно направлены на анализ, разделение предполагаемых составных частей воздуха. Но при попытке изолировать составную часть воздуха, соединяющуюся с горючими веществами, Лавуазье впал в грубую ошибку. Связав кислород путем прокаливания в воздухе свинца, он пытался извлечь его из окиси свинца обратно, прокаливая окись свинца... с углем Эта ошибка была как бы данью, повидимому, не изжитой еще до конца в сознании самого Лавуазье теории флогистона. [c.169]

Для исследования зеленых растений такой подход применялся еще в те времена, когда никакой кибернетики не было и в помине. В конце ХУП1 века установили, что зеленые листья способны превращать недоброкачественный воздух в пригодный для дыхания. Кстати, это наблюдение привело к открытию кислорода и закрытию теории флогистона, мифической горючей земли , которая при сгорании вещества от него якобы отщепляется. В течение двух веков после этого накапливались сведения о том, как ведет себя зеленый лист, если менять состав окружающей его среды, если менять температуру, спектральные характеристики освещения, если облучать лист не непрерывно, а короткими вспышками. При этом выяснилось, что фотосинтезирующая система чутко реагирует на любые воздействия, касающиеся ее входа изменяется то состав синтезируемых углеводов, то продуктивность выделения кислорода, а иногда фотосинтез и вовсе прекращается. [c.297]

Макенн и Демусси [8] определяли поправку на дыхание, экспериментируя в темноте Вильштеттер и Штоль [9] доводили поправку на дыхание до ничтожно малой величины, работая на очень сильном свету с высокими концентрациями двуокиси углерода, т. е. в таких условиях, при которых фотосинтез был в 20—30 раз интенсивнее дыхания. В табл. 5 приведены данные из этих работ, а также из некоторых новых исследований, где материалом служили иные типы растений (низшие водоросли). Данные табл. 5 показывают удивительную устойчивость фотосинтетического коэффициента он не зависит от интенсивности света, длительности освещения, температуры, а также концентрации кислорода и двуокиси углерода. Преобладают значения несколько выше единицы, и отклонения вряд ли превышают предел экспериментальной ошибки. Табл. 5 показывает также, что дыхательный коэффициент [c.36]

Идея об окислительно-восстановительном характере процессов дыхания и об участии воды в этих процессах выдвинута и обоснована в период 1908—1916 гг. русскими учеными А. Н. Бахом и В. И. Палладиным. Взгляды Вилланда являются только развитием теории В. И. Палладина. Освещение вопроса см. у С. Д. Львова, Основные направления в историческом развитии учения о дыхании растений, VIII Тимирязевское теч ние, Изд. ДНСССР, 1950. (Црим. ред.) [c.57]

Нет оснований считать, что образование комплекса (СОа) нельзя обнаружить и обычными аналитическими методами. Однако наблюдения такого рода делались лишь случайно, при кинетических исследованиях фотосинтеза, когда условия оказыва.1Ись таковыми, что акцептор освоболгдался от двуокиси углерода (так как скорость энзиматического образования комплекса может отставать от потребления двуокиси углерода нри фотосинтезе). При этих условиях нрекраш ение освещения в течение нескольких секунд или даже минут сопровождается поглощением двуокиси углерода в темноте. Это поглощение наблюдалось многими исследователями [96, 97, 102], которые изучали фотосинтез, измеряя все время потребление двуокиси углерода, а не образование кислорода. Фиг. 27, взятая из работы Мак Алистера с пшеницей, иллюстрирует это явление. Ординаты изображают ассимиляцию двуокиси углерода чем выше ордината, тем меньше концентрация [GOj]. Первый идущий вниз участок изображает возрастание [СОд] в темноте, вызываемое дыханием, часть, направленная вверх, показывает понижение [ Og] на свету во время фотосинтеза. В начале этого направленного вверх участка на всех кривых замечается индукцион-ный период порядка 1—2 мин. В конце направленного вверх участка, когда освещение прерывается, дыхание почти моментально [c.214]

Ван дер Пал в [29] заметил, что вслед за периодом фотоокисления клеток при углекислотном голодании поглощение кислорода в темноте также выше, чем. до экспозиции. Для объяснения этого явления автор предполагает, что фотоокиеление клеточных запасных материалов представляет собой стимулируемое светом дыхание, причем эта стимуляция сохраняется на некоторое время пооле прекращения освещения. [c.534]

Фиг. 75 изображает кривые времени , соответствующие различным интенсивностям света. При 1000 футо-свечах скорость постоянная, т. е. после 30 мин. освещения не наблюдается никакого торможения. При 4000 футо-свечах нача.иьная екороеть выше, чем при 1000 футо-свечах, но торможение начинается после 20 мин., вызывая постепенное ослабление фотосинтеза вплоть до конечной скорости, которая ниже, чем при 1000 футо-свечах. При 6100 футо-свечах начальная скорость приблизительно та же, что и нри 4000 футо-свечах это показывает, что световое насыщение достигнуто, но торможение происходит быстрее и резче. При 12 900 футо-свечах приблизительно через 20 мин. выделение кислорода сменяется его поглощением, при 18 400 футо-свечах поглощение кислорода на свету превосходит его поглощение в темноте, т. е. подавляется не только фотосинтез, но к, нормальному дыханию прибавляется фотосамоокисление. При 27 700 футо-свечах общее поглощение кислорода в 2,5 раза выше, чем поглощение, вызванное одним дыханием, и снижение давления начинается почти тотчас же после начала освещения. Пока поглощение кислорода на свету продолжается с постоянной скоростью, клетки не получают необратимых повреждений. Однако после приблизительно двух часов освещения при 38 000 футо-свечах скорость фотоокиеления начинает уменьшаться и в клетках появляются первые признаки выцветания. [c.541]

Аналогичные наблюдения сделал Фёклер [39] над Tri homanes radi ans в конце первого часа интенсивного освещения поглощение кислорода было в раза выше нормального дыхания через четыре часа оно превосходило нормальное дыхание в 4 раза, а затем снижалось. [c.541]

Ускорение дыхания после периода освещения впервые наблюдали Бородин [1] и Палладии [2] и позднее Варбург и Негелейн [4]. Размеры этого влияния должны зависеть от способности клеток использовать синтезированные углеводы или транспортировать их и переводить в нерастворимые полимеры. Это объясняет большие расхождения в цифрах, которые приводят различные авторы по вопросу об увеличении дыхания после периода фотосинтеза (см. табл. 79). [c.573]

Хотя известно, что дыхание должно стимулироваться накоплением продуктов фотосинтеза, но никоим образом не доказано, что увеличение поглощения кислорода, наблюдаемое после освещения, целиком относится к стимулированному дыханию. Часть этого поглощения может быть обусловлена окислениями в механизме фотоеин- [c.573]

В главе XIX мы указывали, что у голодающих листьев или у листьев, подвергшихся действию наркотиков в присутствии избытка кислорода или на очень интенсивном свету, фотосамоокисление вызывается совместным действием первичного фотохимического аппарата фотосинтеза и термостабильных катализаторов [14, 16, 23]. Мы отмечали, что это фотосамоокисление не имеет ничего общего с энзиматическим механизмом обычного дыхания (как предполагал ван дер Паув [7]). Если принять этот взгляд, то снова возникает вопрос, влияет ли освещение и на нормальное дыхание, помимо стимуляции, связанной с накоплением продуктов фотосинтеза. Предполагаемый эффект может заключаться или в прямом фотодыхании , т. е. в фотохимической активации дыхательной системы, которое начинается сейчас же, как только начнется освещение, н резко обрывается при перенесении в темноту, или в косвенной стимуляции, которая медленно начинается на свету и продолжается некоторое время в темноте. [c.576]

Эти данные подтверждены более точными наблюдениями Эмерсона и Льюиса [24]. Они нашли, что у СЫогеИа поглощение кислорода в темноте значительно повышается после короткого освещения лучами с длиной волны 440—530 м] , с максимальным эффектом нри 470 Фиг. 81 иллюстрирует влияние света на поглощение кислорода. Клетки СЫогеИа (260 мм в 25 мл карбонатного буфера) до начала наблюдений находились около 75 мин. в темноте. Возрастание во времени общей скорости поглощения кислорода на свету (наблюдаемое при 480 Л д., а не при 485 или 560 M]i) показывает, что скорость дыхания постепенно растет за время освещения. При этом степень наблюдавшегося максимального увеличения скорости достигает 707о за время между 410 и 430 мин. Следует заметить, что интенсивность света в этих опытах была очень слабой. Суммарный газообмен (фиг. 81) никогда не превышает компенсационного пункта возможно, больший эффект будет наблюдаться при более интенсивном свете. [c.577]

Свгтовые периоды обозначены с указанием длины волн света. Интенсивности 8,0.10 эйнштейнов на ом 1мин при 480 мр. 4,1.10 эйнштейнов при 435 в 7,3-10 эйнштейнов при 560 Пунктир показывает вероятное дыхание за ьремя периода освещения. [c.578]

При предварительном освещении в отсутствие двуокиси углерода и кислорода вся фосфоглицериновая кислота и вся двуокись углерода ферментации удаляются и образуется какой-то акцептор СОд. При добавлении С Оз в темноте (столбик А на фзиг. 3) образуется фосфоглицериновая кислота в этом случае только очень небольшое количество ее подвергается дальнейшим превращениям, так как отсутствует дыхание, которое требуется как источник энергии, необходимой для восстановления фосфоглицериновой кислоты. Таким образом, большой процент всего фиксированного 0 оказывается локализованным именно в этом соединении. [c.609]

При световой фиксации и нормальном фотосинтезе с последующей темновой фиксацией (столбик Е), в отличие от случая с предварительным освещением, водоросль имеет вполне достаточный запас субстратов дыхания и кислорода это обеспечивает достаточную энергию для восстановления фосфоглицериновой кислоты и для дальнейших превращений. Поэтому при вык-иючении света фосфоглицериновая кислота превращается в другие соединения, а лабильный предшественник превращается в фосфоглицериновую кислоту и уже из нее — в другие соединения. После 10 сек. фотосинтеза предшественник должен иметь более высокую удельную активность, чем запас фосфоглицериновой кислоты, и поэтому его превращение может привести к увеличению полного числа импульсов в фосфоглицериновой кислоте, хотя процент фиксированного в фосфоглицериновой кислоте С и количество этой кислоты могут быть меньше. [c.610]

Развивая затем логически эти наблюдения, Пратт [80] изучил снижение активности фотосинтеза у стареющих культур hlorella и нашел полный параллелизм между этим явлением и накоплением тормозящего рост вещества. Изучение производилось в воздухе, содержащем 5% двуокиси углерода при освещении в 15 ООО лк, что, согласно фиг. 142, Б, является достаточным для насыщения. На фиг, 143 можно видеть падение скорости по мере старения через 30 дней скорость стала равной только первоначальной (это довольно хорошо согласуется с результатами Вассинка и Катца, представленными на фиг. 141). Дыхание также снижается в течение этого [c.295]

Миллер и Барр обнаружили довольно неожиданное явление, установив, что углекислотный компенсационный пункт не зависит от температуры. Световой компенсационный пункт, напротив, сильно от нее зависит (см. гл. XXVIII). Это различие объясняется тем, что температура заметно влияет на дыхание, а также на фотосинтез при сильном освещении и оказывает лишь слабое влияние (или совсем никакого) на фотосинтез при малых интенсивностях света (см. гл. XXIX и XXX). При измерении светового компенсационного пункта фотосинтез находится в состоянии светового ограничения и потому не зависит от температуры, тогда как при измерении углекислотного компенсационного пункта он находится в состоянии ограничения двуокисью угт е-рода и потому зависит от температуры. Однако точное совпадение температурных коэффициентов дыхания и фотосинтеза, вытекающее из данных Миллера и Барра, является, вероятно, не более, чем случайностью. [c.315]

Таким образом, мы имеем здесь дело с трудно разрешимой дилеммой либо образующаяся при дыхании двуокись углерода удаляется недостаточно эффективно и в этом случае освещение производит явное сокращение в объеме дыхания, так что кажется, будто фотосинтез происходит с положительной скоростью даже при [СОд] = О (на фиг. 169 приведен крайний пример этого случая) либо удаление двуокиси углерода происходит вполне эффективно — тогда наступает фотоокиеление и скорость фотосинтеза кажется отрицательной при [СОд] = 0. [c.316]

Варбург и Бёрк с сотрудниками [118] пришли к такому же выводу в опытах с сильно перемешиваемыми концентрированными суспензиями hlorella pyrenoidosa. Если в боковом отростке реакционного сосуда находилась щелочь, освещение слабым красным светом (ниже компенсации) практически не оказывало никакого влияния на потребление кислорода. Это указывало на то, что вся двуокись углерода, образующаяся при дыхании, переходила в щелочь и там погло- [c.316]

Начальное увеличение скорости при повышении интенсивности освещения, последующее световое насыщение и затем световое торможение фотосинтеза вторично наблюдал в 1903 г. Пантанелли [9]. В то время было естественно интерпретировать полученные результаты в соответствии с теорией кардинальных точек (см. фиг. 132). Блэкман и Матеи [11] и Блэкман и Смит [18] указали, однако, что фотосинтез не требует никакого минимума интенсивности света и идет при самом слабом освещении (по крайней мере, если принимать во внимание истинную скорость фотосинтеза, скорректированную на дыхание, а не скорость чистого газообмена). Кроме того, световые кривые показывают широкое плато насыщения вместо острого оптимума. Поэтому эти авторы были убеждены, что световые кривые могут быть объяснены посредством блэкмановской теории лимитирующих факторов лучше, чем с точки зрения теории трех кардинальных точек . [c.385]

Соотношение между кинетическими свойствами адаптированных к солнечному свету (гелиофильных) и адаптированных к теневым условиям (умбриофильных) растений будет обсуждаться в следующем разделе соотношение между кинетическими свойствами адаптированных к теплу (термофильных) и адаптированных к холоду (криофильных) растений — в гл. XXXI. Как следует из данных Хардера, приведенных в табл. 43, влияние адаптаций к слабому свету и низкой температзфе противоположно по знаку адаптация к слабому свету уменьшает дыхание и, таким образом, сдвигает в сторону более слабого освещения, тогда как адаптация к низкой температуре ускоряет дыхание и поэтому сдвигает в сторону более интенсивного света. [c.408]

У некоторых водорослей (например, рода S enedesmas) цианиды даже при интенсивном освещении влияют на дыхание сильнее, чем на фотосинтез. У организмов этого типа прибавление цианида имеет следствием сильный сдвиг компенсационного пункта в сторону низкой [c.411]

Уменьшенное снабжение двуокисью углерода снижает фотосинтез, не влияя на дыхание. Если вследствие недостатка двуокиси углерода световые кривые начинают изгибаться уже при слабом освещении, то компенсационный пункт может быть сдвинут к высоким интенсивностям света (см. фиг. 186) или окажется вообще недостижимым. О таком случае упоминалось в гл. XXVI, когда мы говорили об экспериментах Чеснокова и Базыриной [74], а также Миллера и Барра [96], в которых газовый баланс наблюдался при интенсивностях света порядка 20 10 лк. Миллер и Барр [96] отмечают, что в тех случаях, когда лимитирующим фактором является двуокись углерода, компенсирующая интенсивность света не зависит от температуры. Из этого следует, [c.411]

Можно ожидать, что наземные растения при солнечном освещении на открытом воздухе будут поддерживать вышеприведенную скорость фотосинтеза (около 20 мг СОд на 100 см в 1 час) значительную часть дня (исключая полуденную депрессию см. гл. XXVI). Интенсивность освещения достаточна или почти достаточна для светового насыщения большую часть дня, если только не имеется сильной облачности. Однако снабжение двуокисью углерода в естественных условиях часто может быть менее константным, чем в лабораторных опытах при пропускании газа с 0,03% СОд, и это может приводить к значительным колебаниям в скорости фотосинтеза. В неподвижном воздухе вокруг растений образуется слой с недостаточным содержанием СОд, что вызывает уменьшение скорости фотосинтеза. С другой стороны, выделяемая почвой двуокись углерода, образовавшаяся в результате корневого дыхания и разложения органического вещества, может улавливаться листвой и таким образом обеспечивать усиленный фотосинтез (см. стр. 818). Некоторое количество двуокиси углерода из почвы может достигать листьев с транспирационным током (см. стр. 326). [c.430]

Цианид. Сдвиг переходного пункта флуоресценции в сторону более низких интенсивностей света может быть произведен также прибавлением цианида. Стимулирующее действие цианида на выход установившейся флуоресценции впервые наблюдали Каутский и Гирш [151] в опытах с листьями. Вассинк, Вермейлен, Реман и Катц [152] не обнаружили подобного эффекта в суспензиях hlorella (фиг. 215) однако несколько позже Вассинк и Катц [153] доказали, что цианидное стимулирование все же имеет место также и для hlorella, но только тогда, когда концентрация цианида достаточно высока, чтобы вызвать полное подавление фотосинтеза. Эта концентрация полностью прекращает также и дыхание, которое с точки зрения теории наркотизации Франка является важным фактором, так как эта теория предполагает, что наркотик , тормозящий работу фотосинтетического аппарата, подвергается быстрому окислению, если дыхание интенсивно, и может сохраняться долгое время, если дыхание слабо. На фиг. 216 видно, что влияние цианида на установившуюся флуоресценцию hlorella проявляется в исчезновении понижения флуоресценции, обычно наблюдаемого после первых 30 сек. освещения. Это понижение полностью отсутствует в 2,5 10-з М растворе цианистого калия (см. верхнюю кривую на фиг. 216). [c.492]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология