Квантовый выход у у красных водорослей

Квантовый выход и спектр действия фотосинтеза у красных и синих водорослей. Роль фикобилинов [c.622]

Любопытно, ЧТО на фиг. 115—118 имеются области отрицательного усиления . Очевидно, вопрос о взаимодействии различных узких спектральных областей является достаточно сложным и для его решения необходимо проводить ортогональные многофакторные эксперименты. Вообще говоря, растения приспособились к широкому непрерывному спектру (хотя, разумеется, ширина этого спектра на тех глубинах, где обычно обитают красные водоросли, значительно меньше). Таким образом, можно ожидать, что лучи света различной длины волны вызовут особые эффекты, обусловленные их взаимодействием. Опыты по измерению спектров действия или спектров квантового выхода иллюстрируют те трудности, с которыми связана [c.252]

Тушение собственной флуоресценции донора энергии и сенсибилизация флуоресценции акцептора. Например, хлорофилл Ь флуоресцирует в растворе и в мутантах, в которых хлорофиллы а и O пространственно разобщены, но не флуоресцирует в нормальной клетке, где поглощенная энергия передается хлорофиллу а (сенсибилизация). Наиболее корректным проявлением сенсибилизированной флуоресценции являются спектры действия флуоресценции акцептора, в которых обнаруживаются не только его собственные полосы поглощения, но и полосы доноров энергии. Например, в спектрах действия флуоресценции хлорофилла а зеленых растений представлена полоса поглощения хлорофилла , а в бурых, красных, сине-зеленых водорослях — полосы поглощения фикоэритрина (540—565 нм), фикоцианина (620—630 нм) и каротиноидов (480—500 нм). Сопоставление спектров поглощения донора и акцептора со спектрами возбуждения флуоресценции акцептора позволяет оценить квантовые выходы (эффективность) миграции энергии. [c.58]

Американские ученые Эмерсон и Льюис установили, что-квантовый выход фотосинтеза хлореллы (т. е. количество молекул СОг, которые реагируют на квант поглощенного света при фотосинтезе) начинает падать около 680 нм и достигает нуля около 700 нм, хотя полоса поглощения хлорофилла а кончается лишь около 820 нм. Одиако низкий квантовый выход фотосинтеза в области красного падения можио увеличить и даже довести до нормального уровня одновременным освещением светом более короткой длины волны. Это явление назвали эффектом Эмерсона. Спектр действия данного эффекта параллелен кривой, которая показывает долю поглощения света, приходившуюся в хлорелле на хлорофилл Ь, у диатомовых водорослей— на фукоксантин и хлорофилл с, а у красных и сине-зеленых водорослей — на фикобилины. Очевидно, фотосинтез требует одновременного возбуждения хлорофилла и одного из вспомогательных пигментов. Световая энергия, поглощенная пигментами-спутниками, передается резонансно на хлорофилл а, и эффективность этого переноса определяет также действенность света, поглощенного вспомогательным пигментом, сенсибилизирующим фотосинтез. Таким образом, для эффективного использования световой энергии в фотосинтезе, кроме хлорофилла а, должен активироваться еще и вспомогательный пигмент—хлорофилл Ь, а также фикобилины, каротиноиды. [c.183]

Квантовый выход фотосинтеза зеленой водоросли хлореллы при использовании красного света с различными длинами волн. Возрастание квантового выхода при дополнительной подсветке коротковолновым красным светом (эффект усиления Эмерсона) [c.80]

Квантовый выход фотосинтеза резко уменьшался с увеличением длины волны авета в области длин волн больше 685 нм, несмотря на то, что хлорофилл еще достаточно хорошо поглощает в этой области спектр. Это явление, названное красным падением выхода фотосинтеза, удалось объяснить не сразу. В последующих опытах Эмерсон и его сотрудники показали, что эффективность фотосинтеза в дальней красной области (длины волн больше 685 нм) можно существенно увеличить,, если дополнительно освещать водоросли красным светом (с длиной волны около 650 нм) (рис. 4.4). Оказалось,, что количество кислорода, выделяющегося при одновременном освещении водорослей дальним красным светом [c.58]

История наших знаний о роли фикобилинов в сенсибилизации фотосинтеза красных и синих водорослей весьма похожа на историю исследования роли каротиноидов в бурых водорослях. Здесь также мы находим догадку (как мы теперь знаем, правильную), сделанную Энгельманом уже в 1883 г., о том, что фикобилины являются активными сенсибилизаторами фотосинтеза, затем серию неопределенных, неубедительных наблюдений и расчетов различных авторов, стремящихся главным образом подтвердить эту догадку, и, наконец, количественные анализы квантового выхода как функции длины волны, выполненные Эмерсоном и Льюисом [96, 97, 101] и Гаксо и Блинксом [ИЗ], которые дали убедительное подтверждение правильности идей Энгельмана. Так же как и в предыдущем разделе, мы рассмотрим сначала наиболее современные и надежные исследования. [c.622]

В 1956 году Эмерсон [73, 75, 79, 80] вернулся к проблеме падения квантового выхода в дальней красной области (названного красным падением ). Если бы это явление объяснялось низкой энергией квантов дальнего красного света, то следовало бы ожидать, что при более низких температурах квантовый выход окажется еще ниже. Однако Эмерсон и его сотрудники нашли, что у hlorella (фиг. 112), а также у красной водоросли Porphyridium ruentum (фиг. 113) дальний красный свет при 5° С даже более эффективен, чем при 20° С. Сначала они предположили [80], что такая зависимость красного падения от температуры характерна для низких значений интенсивности света, так как на фоне более коротковолнового света большей интенсивности дальний красный свет оказывался эффективным даже при 26° С. Однако открытие такого действия у дополнительного более коротковолнового света навело на новую идею, настолько волнующую, что дальнейшие исследования эффекта температуры были оставлены. Сущность новой гипотезы заключалась в том, что фотосинтез может быть эффективным лишь в том случае, когда кванты поглощаются двумя пигментами, а именно хлорофиллом а и одним из вспомогатель- [c.244]

Красное падение квантового выхода у Porphyridium начинается приблизительно при 650 нм, в то время как у hlorella оно начинается приблизительно при 685 нм это различие, вероятно, объясняется тем, что у красных водорослей нет хлорофилла Ь и при длинах волны >650 нм хлорофилл о является практически единственным пигментом, поглощающим свет. [c.248]

Чем объясняется красное падение фотосинтеза Предположение о том, что энергия квантов с длиной волны больше 720 нж,недостаточна для осуществления фотосинтеза, пришлось оставить, так как оказалось, что красное падение квантового выхода можно предотвратить, если одновременно с дальним красным (680—720 нм) клетки освещать более коротковолновым светом (650 нм). Эмерсоном в 1958 году было обнаружено, что интенсивность фотосинтеза растений при одновременном освещении длинноволновым и более коротковолновым светом превышает сумму интенсивностей фотосинтеза при раздельном освещении светом тех же длин волн Ид+к >Ид + Ик-Это явление, названное эффектом Эмерсона , уже более 10 лет привлекает к себе внимание исследователей фотосинтеза. Интересно, что дополнительный к дальнему красному свет совпадает с областью поглощения хлорофилла в. У бурых, красных и сине-зеленых водорослей дополнительный свет по длине волны соответствует области поглощения фикобилинов. Явление усиления фотосинтеза при освещении этих водорослей двумя длинами волн получило название эффекта Блинкса . Он был обнаружен этим исследователем в 1960 году и по своему механизму соответствует эффекту Эмерсона. [c.114]

Дайсенс в 1952 году обнаружил люминесценцию хлорофилла а у красных и сине-зеленых водорослей за счет миграции энергии от фикобилинов. Интересно, что квантовый выход люминесценции в этом случае был даже больше, чем при непосредственном возбуждении светом самих молекул хлорофилла а. По-видимому, имеются молекулы хлорофилла а, расположенные вблизи от молекул фикобилинов и удаленные от них (слабо флуоресцирующие). [c.147]

В 1940-х годах Эмерсон и его сотрудники в Университете штата Иллинойс изучали спектры действия фотосинтеза разных водорослей, измеряя максимальный квантовый выход фотосинтеза как функцию длины волны монохроматического света, которым освещали водоросли. Они обнаружили, что у водоросли hlorella наиболее эффективным для фотосинтеза был красный свет в диапазоне 650—680 нм и синий свет в диапазоне 400— 460 нм, т. е. тот свет, который наиболее интенсивно поглощается хлорофиллом. Фотосинтетическая эффективность кванта, поглощенного при 680 нм, была примерно на 36% выше, чем эффективность кванта при 490 нм. [c.58]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология