Квантовый выход выделения кислорода

КВАНТОВЫЕ выходы ВЫДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА САДОВЫМИ РАСТЕНИЯМИ >) [c.530]

Мембранные системы в хлоропласте состоят из ряда уплощенных мешков, которые наслаиваются друг на друга в виде стопок, образуя так называемую грану (рис. 8.8). Электроны могут направленно переноситься с одной стороны мембраны на другую так, что кислород выделяется внутри, а процесс восстановления происходит снаружи. Число молекул хлорофилла в каждом хлоропласте прямо зависит от величины поверхности мембран и составляет приблизительно 10 хлорофилльных молекул на хлоропласт. По-видимому, молекулы пигментов (преимущественно хлорофилла) должны распределяться в виде монослоев по поверхности мембран, создавая максимальную площадь поверхности пигмента для поглощения света и переноса энергии к особым участкам мембраны. Эксперименты с импульсным освещением показали, что скорость выделения кислорода у растений возрастает с ростом интенсивности света до определенного предела, соответствующего возбуждению одной из каждых 300 молекул пигмента. Однако этот результат не означает, что другие пигментные молекулы всегда неактивны, потому что квантовые выходы, измеренные при низких [c.232]

ДЛЯ получения методом одного сосуда квантового выхода выделения кислорода на свету порядка 0,1 Qi , должен был бы отклоняться от единицы весьма значительно. [c.536]

Квантовый выход выделения кислорода изолированными хлоропластами [c.567]

КВАНТОВЫЙ выход ВЫДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ПРИ ОСВЕЩЕНИИ СУСПЕНЗИИ ХЛОРОПЛАСТОВ ШПИНАТА (по Френчу и Рабидо [35] I [c.568]

Большая часть определений квантового выхода фотосинтеза проводилась посредством манометрического метода, описанного в гл. XXV (см. фиг. 128). При этом способе измеряется изменение давления газа сначала над затемненной, а затем над освещаемой клеточной суспензией. Наблюдаемая разность давлений является результатом выделения и поглощения углекислоты и кислорода. Если дыхательный коэффициент и фотосинтетический коэффициент равны единице, то изменения давления могут быть вызваны только тем, что двуокись углерода обладает большей растворимостью в воде (и еще большей — в щелочных растворах), чем кислород. Чтобы проверить величину этих двух коэффициентов, измерение можно повторить в темноте и на свету с различными соотношениями объемов газа и жидкости в сосудах (см. фиг, 129), [c.518]

Сообщалось об определенном успехе, достигнутом заменой рутениевого сенсибилизатора металлопорфиринами, которые имеют преимущество с точки зрения коммерческой эксплуатации. Особенно многообещающим представляется водорастворимый цинк-порфирин, дающий квантовый выход выделения Ог до 0,5. Еще большим успехом, чем даже производство кислорода, явилось бы соединение восстановительной и окислительной систем так, чтобы не требовались расходуемые соединения. Следует напомнить, что природный фотосинтетический процесс (разд. 8.3) достигает такого сопряжения путем использования общей окислительно-восстановительной цепи, действующей между двумя фотосистемами. Попытки моделирования этих процессов в лабораторных условиях обычно терпят неудачу из-за необходимости обеспечить кинетическую избирательность между желаемой прямой реакцией и конкурирующей обратной реакцией. Среди предложений по преодолению этих трудностей есть такие, которые включают упорядоченные структуры типа мицелл, созданных из сотен молекул поверхностно-активных веществ, и разделение двух реакций в пространстве, например с помощью мембран, пропускающих частицы не крупнее электронов и протонов. [c.271]

Рафиков и Сюй Цзи-пин 2905-2007 изучали химические превращения, происходящие в полиамидах под действием УФ-света, и установили, что при облучении в вакууме в отсутствие кислорода в основном протекает процесс структурирования в результате отщепления атома водорода и рекомбинации макрорадикалов. Наблюдается также частичный разрыв С — С-связи и выделение низших углеводородов. Прочность пленки падает незначительно. При исследовании скорости газовыделения и квантового выхода при фотолизе поликапролактама было показано, что водород выделяется с постоянной скоростью, а скорость выделения СО быстро падает и достигает постоянной величины через 20 час. облучения. Авторы предполагают, что непостоянство скорости выделения СО в начальный период связано с разрушением окисленных участков поликапролактама. [c.422]

Прежде всего флуоресценция конкурирует только с первичной фотохимической реакцией, а не со всем процессом фотосинтеза. Скорость фотосинтеза, измеренная по выделению кислорода или поглощению углекислоты, часто определяется не только эффективностью первичного фотопроцесса, но также и скоростью одной или нескольких связанных с этим процессом темновых каталитических реакций. К их числу относятся реакции, которые превращают первичные фотопродукты в стабильные конечные продукты фотосинтеза. Когда эти завершающие реакции слишком слабы, чтобы идти наравне с первичным фотохимическим процессом (что может иметь место, например, в очень сильном свете, или при низких температурах, или в присутствии некоторых ядов), первичные фотопродукты будут накопляться до определенной концентрации и вновь исчезать при обратных реакциях. Вследствие этого квантовый выход фотосинтеза уменьшится, однако на интенсивности флуоресценции это не отразится, так как первичный фотохимический процесс, конкурирующий с флуоресценцией, продолжается с неизменной скоростью. Этим можно объяснить существование светового насыщения в фотосинтезе, без одновременного возрастания выхода флуоресценции (явление, о котором мы упоминали выше). [c.234]

Условия измерения отличались от условий измерения также по температуре (20° вместо 10°), концентрации двуокиси углерода (8°/о СОд в кислороде по сравнению с 5% Og в воздухе) и объему дыхания (при измерении квантового выхода дыхание было вдвое сильнее, чем при измерении Qф, что указывает на разные условия куль-т)фы водорослей). Ранее указывалось, что объем бурного выделения углекислоты зависит от всех этих условий таким образом, утверждение Варбурга, что измерения были сделаны в тех же условиях, что и определение квантового выхода, является неоправданным. [c.537]

Фотосистемы I и И [39]. Еще в 1943 г. Эмерсон и Люис обнаружили, что квантовый выход фотосинтеза зеленых растений при освещении в области 695—700 нм значительно ниже, чем в области -<670—680 нм [40]. Эффективность этого длинноволнового излучения сильно повышается при добавлении коротковолнового света, при этом квантовый выход фотосинтеза при освещении обоими участками спектра выше, чем при простом суммировании, Такое неаддитивное повышение интенсивности фотосинтеза в длинноволновой части спектра называют эффектом Эмерсона. Эффект Эмерсона отвечает по спектру действия хроматическим переходам. Они заключаются в изменении скорости выделения кислорода при быстрой смене длины волны действующего света коротковолновое излучение вызывает кратковременное повышение скорости выделения кислорода, а длинноволновое —снижение этой скорости. [c.25]

Согласно предлагаемой схеме для выделения одной молекулы кислорода необходимо три кванта света, каждый из которых генерирует пару носителей заряда электрон — дырка (при предположении, что квантовый выход каждого фотопроцесса около 1). [c.46]

На фиг. 226 приведен спектр действия выделения кислорода у зеленой водоросли. По виду кривой можно заключить, что не все длины волн используются с одинаковой эффективностью. Значительное (25%) падение квантового выхода при 480 ммк указывает на то, что каротиноиды, которые сильно поглощают в этой области спектра, используют поглощенную ими энергию со сравнительно небольшой эффективностью. Выход почти постоянен в области между 580 и 680 ммк, но резко падает при длинах [c.567]

Одинаковый квантовый выход Фотосинтеза бактерий и Фотосинтеза зеленых растений, идущего с выделением кислорода (аэробного Фотосинтеза). В бактериальном фотосинтезе расход квантов на восстановление одной молекулы СО2 такого же порядка, как и [c.25]

При исследовании фотопревращения пленок поликапроамида различной структуры установлено, что квантовый выход разрывов макромолекул зависит от способа приготовления образца, степени его кристалличности, а также среды, в которой облучался полимер [203, 205]. Фотолиз тонких (1—7 мкм и 60 мкм) пленок в вакууме и в аргоне при 363 К при облучении монохроматическим светом 253,7 мкм) сопровождается выделением атомарного водорода и оксида углерода в количестве, пропорциональном продолжительности облучения. Отмечено, что скорость образования водорода пропорциональна интенсивности света и не меняется после перерыва в облучении. Скорость выделения оксида углерода не изменяется. Высказывается предположение о том, что распад поликапроамида с выделением Н не играет заметной роли в процессе окислительной деструкции. Скорость процесса фотоокисления не зависит от количества СО-, СООН- и ЫНг-групп, а также концентрации основного продукта фотопревращения поликапроамида — производного пиридина. Степень превращения поликапроамида пропорциональна дозе падающего на образец света, однако эта зависимость соблюдается в определенных пределах интенсивности падающего света. При существенном увеличении интенсивности падающего света эта зависимость становится более слабой. Облучение образцов пленок ПКА на воздухе и в кислороде показало, что в атмосфере кислорода скорость [c.143]

Эмерсон и Льюис не делали подсчета квантовых выходов по измерениям того типа, который представлен на фиг. 229 из оценки этих опытов они пришли к заключению, что у hlorella квантовый выход выделения кислорода (и потребления двуокиси углерода в тех случаях, когда бурное выделение СОд уже закончено) заметно не различается в кислом фосфатном буфере и щелочной карбонатной среде. Если это так, то абсолютные измерения квантового выхода лучше проводить в карбонатном буфере, где исключены все эффекты, связанные с обменом двуокиси углерода, и поэтому нет нужды в применении метода двух сосудов. Использование последнего метода зависит от сравнительно малых разностей измерения, и в соответствии с этим его точность невелика. [c.528]

Нойес и Ламп [93] изучили поведение К п аллилиодида А1 в растворе, содержащем ингибитор (растворенный кислород), который реагирует с атомами I и таким образом конкурирует с рекомбинацией. Они показали, что квантовый выход реакции расходования или А1, который характеризует реакцию с ингибитором, увеличивается с уменьшением молекулярного веса растворителя и с увеличением температуры в соответствии с моделью клеточного эффекта. К сожалению, такие результаты сами по себе недостаточны для однозначного выделения клеточного эффекта из других возможных видов влияния растворителя на фотолиз. [c.466]

Двуокись углерода, бурное выделение которой наблюдали Эмерсон и Льюис, Б значительной мере поглощалась карбонатным буферным раствором. В соответствии с этим Варбург и Негелейн решили, что кислый раствор (вода в равновесии с атмосферой, содержащей 5% Og) более пригоден для определения действительной величины квантового выхода, чем нефизиологические щелочные буферы. Так как лишь малая часть выделяющейся двуокиси углерода поглощается чистой водой, а большая часть переходит в газовое пространство, то последующее увеличение давления может быть интерпретировано как результат фотосинтеза, хотя контрольное определение фотосинтетического коэффициента, Qф, указывает, что при этом выделяется главным образом двуокись углерода, а не кислород. Следует отметить (см. т. 1, стр. 35), что мы обозначили фотосинтетический коэффициент символом и определили его как (положительное) отношение Д0.2 ДС0.2, тогда как Варбург и многие другие обозначают фотосинтетический коэффициент буквой (используя символ ср для квантового выхода) и определяют его как (отрицательное) отношение A Oa/AOg. [c.521]

Эмерсон и Льюис предположили [11, 16, 17], что выделение кислорода в течение первых минут освещения может происходить в результате восстановления накопленных промежуточных продуктов темнового обмена веществ, а такое восстановление требует меньше энергии, чем восстановление двуокиси углерода. Это привело их к исследованию значения фотосинтетического коэффициента в первые минуты освещения. При этом исследовании они обнаружили бурное выделение двуокиси углерода [22—24] и предположили, что отсутствие учета этого фактора могло привести к получению высоких значений квантового выхода, подсчитанного в работе Варбурга и Негелейна. [c.525]

Сравнивая кривые, полученные в опытах с двумя сосудами, Эмерсон и Льюис [22—24] получили данные об относительной роли кислорода и двуокиси углерода при бурном газовыделении, а также при избыточном поглощении газа в темноте. Они нашли (см. фиг. 229), что оба явления связаны с двуокисью углерода, а не с кислородом поглощение и выделение последнего (сплошная линия на фиг. 229) показывает лишь малые нарушения, связанные, вероятно, с неточностью измерения. Эмерсон и Льюис обнаружили, что факторы, которые в предыдущих работах (Варбурга и Негелейна, Рике, Эмерсона и Льюиса) считались обязательными для получения высокого квантового выхода, влияли главным образом на бурное выделение двуокиси углерода. [c.527]

Варбург, Бёрк и сотрудники [51, 52], а также Мур и Дэггар [44] определили квантовый выход фотосинтеза из отношения прироста выделения кислорода к приросту поглощения в области выше компенсационного пункта при этом не было замечено систематического отличия между данными, полученными этим путем, и результатами измерений при слабом свете (иными словами, в этих опытах световая кривая выглядела прямой, проходящей через начало координат). Кок [42, 48], однако, нашел, что Р=/(/) является прямой, проходящей выше нулевой точки координат, и отсюда пришел к заключению, что квантовый выход истинного фотосинтеза ниже квантового выхода фотохимического процесса ( фотодыхания ), доминирующего при слабом освещении, насыщающегося вблизи компенсационного пункта и идущего с той же скоростью насыщения при дальнейшем повышении интенсивности света. Наконец, Френч, Вассинк и другие, работая с пурпурными бактериями, обнаружили при умеренном освещении приблизительно линейные световые кривые, экстраполяция которых по прямой проходила ниже нулевой точки координат. Они использовали значение тангенса утла наклона при среднем освещении для расчета истинного квантового выхода бактериального фотосинтеза, исходя из того допущения, что при слабом свете фотохимический процесс либо вообще не приводит к потреблению водорода и двуокиси углерода, либо использует их с гораздо меньшим квантовым выходом, чем бактериальный фото- [c.571]

В 1923 году Варбург и Негелейн [309] установили, что при фотосинтезе у hlorella (измерялся по выделению кислорода) квантовый выход, т. е. число восстановленных молекул СОг на каждый поглощенный квант видимого света, может достигать 0,25. В то время это значение считалось теоретическим максимумом. Позже, в 1939 году, Эмерсон и Льюис [81], применявшие тот же манометрический метод Варбурга (гл. П1, разд. В), но при несколько иных условиях, получили еще более высокие значения кажущегося квантового выхода. Они сочли эти высокие значения артефактом, так как при проведении эксперимента на протяжении коротких периодов света и темноты отношение количества выделенного кислорода к количеству поглощенной за то же время СОг не оставалось постоянным. Проведя измерения через промежутки времени меньше одной минуты, авторы обнаружили резкое увеличение скорости изменения в начале каждого периода освещения и снижение этой скорости в начале каждого темнового периода (фиг. 104). Варбург и Негелейн измеряли давление только в те моменты времени, которые соответствуют на фиг. 104 точкам А и В. Чтобы оценить количество кислорода, выделившегося за 10 мин фотосинтеза, они поступали следующим образом утроенную среднюю величину изменения давления за промежуток времени от точки А до точки В (т. е. изменение давления, соответствующее 15-минутному поглощению кислорода в процессе дыхания) вычитали из величины изменения давления за промежуток времени от В до новой точки А (соответствующий 10 мин фотосинтеза и 15 мин дыхания). Эмерсон и Льюис нашли, что такой метод подсчета дает гораздо более высокие значения кажущегося квантового выхода, чем при оценке фотосинтеза за промежуток времени от С до D и дыхания от Е до F (когда устанавливаются ёолее или менее стационарные состояния). [c.235]

А, Для спектральных переходных эффектов величина переходного эффекта выражена как отвошение роста выделения кислорода (непосредственно после перехода от 700 нм к А.) к стационарному значению фотосинтеза. Б. Для эффекта усиления величина усиления выражена как отношение роста квантового выхода на свету 700 нм при добавлении света с длиной волны Я. к выходу на свету 700 нм. Кривая А повторена в Б, чтобы облегчить сравнение данных. Измерения выполнены на полярографе с платиновым электродом. [c.260]

Интересна попытка сопряжения реакции фотоокисления воды ионами переменной валентности [60] с реакцией на полупроводниках, Красновским и Брин [60] установлено, что освещение близким УФ-излучением суспензий 2пО в водном растворе КзРе(СМ)б сопровождается восстановлением ионов Ре(СН)ц и выделением молекулярного кислорода. Квантовый выход этой фотокаталити-ческой реакции был мал и составлял 10 . Б фотопроцессе 2пО выполнял роль сенсибилизатора, поглощающего свет, и катализатора, способствующего выделению молекулярного кислорода. [c.43]

Квантовый выход фотохимической реакции изолированных хлоропластов (при расчете количества квантов на одну молекулу выделенного кислорода) такой же, как и фотосинтеза ( Шюгу [c.115]

Изучалось фотохимическое восстановление ионов Се (IV) водой в хлорной кислоте [214]. При облучении фильтрованным ультрафиолетовым светом раствора с концентрацией Се ( 104)4, равной 0,1/, и концентрацией H IO4, равной 1 /, выделяется чистый кислород со скоростью, падающей по мере увеличения концентрации ионов Се (III). (С1О4-ИОНН не поглощают заметным образом в ультрафиолете и при этих условиях не разлагаются.) При облучении растворов сульфата церия (IV) в серной кислоте или в смеси серной и хлорной кислот заметного выделения кислорода не наблюдается, так как концентрация свободных ионов церия (IV) мала Квантовый выход невысок (около 0,1). [c.95]

Поскольку промежуточный радикал легко подвергается как инверсии, так и вращению вокруг связи С—С, отрыв атома галоида может привести к любому из двух изомеров. Можно ожидать, что это благоприятствует выделению болое стабильной формы. В процессе изомеризации участвует тот же промежуточный радикал, что и в реакции присоединения, а поэтому процессы присоединения и изомеризации неизбежно конкурируют. Эту конкуренцию для реакции дихлорэтилена в жпдкой фазе при 25° в присутствии 0,05 М Вгд подробно исследовали Кетелар и др. [44]. Они показали, что ссотношение между процессами изомеризации и присоединения сохраняется постоянным при различных интенсивностях света и в присутствии или в отсутствие следов кислорода, причем кислород понижает квантовый выход примерно от 10 до 10 . Они также сделали вывод, что атомы брома присоединяются с одинаковой скоростью ( + 50%) как к цис-, так и к тракс-дихлор-этилепу, но считают, что отрыв атома брома является бимолекулярной реакцией передачи атома брома молекуле другого олефина, а ие диссоциацией на свободный атом брома. Хотя в данном случае предпочтительна последняя интерпретация (см. раздел 22, д), оба пути для этих систем экспериментально неразличимы. Мюллер и Шумахер [43] подсчитали для газовой фазы, что энергия активации реакции (24) на 6,2 ккал выше, чем в случае атаки промежуточного радикала на Вга (с другой стороны, последняя, вероятно, имеет меньшее значение фактора PZ). Очевидно, что изомеризации благоприятствуют более высокие температуры, а также низкая концентрация галоидов. [c.243]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология