Поглощение света каротиноидами

В фиолетовых и синих лучах, поглощаемых на 40-50% каротиноидами, квантовый выход такой же, как а в красных лучах, поглощаемых только хлорофиллом. При освещении сине-зеленыи светом, на 3% поглощаемым каротиноидами, квантовый выход был нике,чем при фотосинтезе в красных лучах, но и здесь он оказался достаточно высоким (0,059). Одинаковые квантовые выходы в различных участках спектра свидетельствуют об одинаково эффективном использовании поглощенной световой энергии. Даже при почти полном поглощении света каротиноидами (93 ) квантовый выход бли -.ок к таковому, полученному для красных лучей, поглощаемых хлорофиллом. [c.142]

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]

Недавно было доказано, что свет, абсорбированный каротиноидами, может полностью или частично использоваться для фотосинтеза, вероятно, передавая энергию возбуждения хлорофиллу. Однако вряд ли эта добавочная функция каротиноидов дает полное объяснение их повсеместному распространению во всех фотосинтезирующих клетках, так как для многих из них, особенно у зеленых клеток высших растений, доля каротиноидов в общем поглощении света незначительна. [c.480]

Все поглощение света хлорофильными растениями или органами этих растений при длинах волн больше 550 мц может быть приписано хлорофиллу. Исключением являются красные и синие водоросли, фикобилины которых поглощают вплоть до 650 или 700 мц (см. фиг. 46 и 47), и пурпурные бактерии, содержащие каротиноиды с максимумом поглощения у 550—570 мц (см. фиг. 74 и табл. 11). [c.128]

Два излома на кривой неповрежденных клеток соответствуют точкам, в которых суспензия клеток перемешивалась и менялись фильтры в монохроматоре. Пунктирной кривой показана доля всего поглощенного света, которая относится к поглощению каротиноидов эта кривая получена из спектров экстрактов после сдвига по длинам волн. [c.131]

Теперь мы вкратце опишем эксперименты с освещением неопределенной (возможно, частично насыщающей) интенсивности, которые могут быть приведены в поддержку гипотезы об активном участии каротиноидов бурых водорослей в процессах фотосинтеза. Так как в бурых водорослях отсутствует хлорофилл Ь и вследствие этого значение каротиноидов для поглощения света в области между 450 и 500 < 1 сильно повышается, то условия для правильного решения вопроса об участии каротиноидов в процессе фотосинтеза в этих организмах, повидимому, более благоприятны, чем в зеленых растениях. Здесь, однако, также необходимо учитывать возможную роль хлорофилла с в поглощении в данной области спектра. [c.619]

Рис. 21. Диаграмма, показывающая классические типы колебания подвижных. ненасыщенных электронов сопряженной системы вдоль цепи. Эти три типа вызывают три вида поглощения света у каротиноидов.

Производные каротиноидов, содержащие 20 атомов углерода в молекуле, играют важную роль в животном организме как витамины А. В настоящее время известно, что все светочувствительные пигменты, участвующие в процессе зрения животного организма, образуются путем соединения альдегидов витамина А, так называемых ретиненов, с протеинами. Способность каротиноида взаимодействовать с протеинами зависит от его формы изменение в форме может изменить или устранить взаимодействие, причем как само взаимодействие, так и его прекращение направляется светом. Молекулы каротиноидов в отличие от других пигментов могут изменять свою форму путем перемены геометрической конфигурации своих двойных связей. Эти изменения прямо индуцируются действием поглощенного света, что приводит к образованию и выцветанию зрительных пигментов. Вполне возможно, что каротиноиды участвуют во всех типах светочувствительности живого мира. Примером является процесс зрения. [c.105]

Долгое время предполагалось, что хлорофилл — единственное вещество, которое может выполнять этот фокус . Было хорощо известно, что все зеленые растения содержат также желтые и оранжевые красящие вещества (каротиноиды, близкие к красящим веществам моркови и яичного желтка) и что многие водоросли содержат красные или пурпурные пигменты. Но было также известно и то, что все растения, способные к фотосинтезу, содержат хлорофилл и что из всех растительных пигментов только хлорофилл поглощает красный свет. Так как фотосинтез протекает вполне удовлетворительно и при одном только красном свете, то поглощение света хлорофиллом должно быть достаточным для осуществления фотосинтеза. А уж отсюда остается один только щаг до того, чтобы признать это поглощение необходимым условием фотосинтеза. [c.47]

Пигменты фотосинтеза у высших растений подразделяются на два класса хлорофиллы и каротиноиды. Основное назначение пигментов — поглощать световую энергию, превращая ее затем в химическую энергию. Пигменты располагаются на мембранах хлоропластов (тилакоидах), а хлоропласты в клетке обычно ориентируются таким образом, чтобы мембраны находились под прямым углом к источнику света (для максимального поглощения света). [c.260]

Само это сходство между спектром поглощения хлорофилла и спектром действия фотосинтеза является одним из лучших доказательств того, что роль главного рецепторного пигмента в фотосинтезе играет именно хлорофилл. Отдельные особенности спектра действия фотосинтеза указывают, что в поглощении света при этом процессе участвуют также и желтые пигменты — каротиноиды, которые наряду с хлорофиллом в большом количестве содержатся в хлоропластах. В отсутствие хлорофилла каротиноиды неспособны осуществлять фотосинтез, поэтому принято считать, что активированные светом каротиноиды передают поглощенную ими энергию хлорофиллу, который в конечном счете и выполняет собственно фото-синтетическую работу. [c.115]

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]

Роль каротиноидов в процессах фотосинтеза. Каротиноиды — обязательные компоненты пигментных систем всех фотосинтезирующих организмов. Они выполняют ряд функций, главные из которых 1) участие в поглощении света в качестве дополнительных пигментов, 2) защита молекул хлорофиллов от необратимого фотоокисления. Возможно, каротиноиды принимают участие в кислородном обмене при фотосинтезе. [c.77]

Рис. 83. Спектры поглощения каротиноидов шиповника в видимой области света

Суспензия hloreUa, 10 , полное поглошенне, 450 мм клеток в о или в 8 мл жидкости площадь дна сосуда 17 ел . На два значения, заключенные в скобки, вероятно, повлияло поглощение света каротиноидами. [c.536]

Так, в области 3600 А новый максимум поглощения ( ( с-пик ) получается в том случае, когда с-изомеризация прощла за счет одной или более двойных связей, так что укорачивание ( завертывание ) молекулы уже достигает заметных размеров. Дис-пик (рис. 18) обладает максимальной интенсивностью в неоликопине А (рис. 19). Цехмейстер и Паулинг дали теоретическое объяснение образования цис-пша, по которому наблюдаемый спектр поглощения света каротиноидов связан с переходом нормального электронного [c.421]

Рис. 2.5. Спектры поглощения света ациклическими каротиноидам и с увеличивающейся длиной хромофора. I — фитоин (2.15), II — фитофлуин (2.21), III — -каротин (2.22), IV—нейроспорин (2.23), V — ликопин (2.2) (в пет-

Тилакоидные мембраны и светособирающие пигменты (пигменты антенн). Тилакоидная мембрана содержит в себе пигментные молекулы (хлорофи Гл а, хлорофилл Ь и каротиноиды), переносчики электронов и фермейты. Подавляющее большинство молекул хлорофилла ( 99,5%), а также дополнительные пигменты (каротиноиды, фикобилипротеины) ответственны за поглощение света и распределение энергии они образуют систему антенны. Лишь незначительная часть хлорофилла а выполняет роль фотохимического реакционного центра, в котором цротекает собственно фотохимическая окислительно-восстановительная реакция. Пигменты антенн (светособирающие пигменты) улавливают свет и передают энергию хлорофиллу реакционного центра (Каротиноид Каротиноид Хлорофилл - - Каротиноид - Хлорофилл + Каротиноид). Каротиноиды выполняют также защитную функцию при очень ярком солнечном освещении они отдают избыточную энергию в окружающую среду и тем самым защищают молекулы хлорофилла от фотоокисления. Система светособирающих пигментов и реакционный центр объединены в так называемую фотосинтетиче-скую единицу. [c.385]

Нет сомнения, что присутствие фукоксантола или фикобилинов в бурых, красных и синих водорослях оказывает значительное влияние на количество поглощенного света на этом мы подробно остановимся ниже. Изменения в концентрации хлорофилла влияют гораздо меньше. Даже светлозеленые растения поглощают такую большую долю падающего света, что повышение концентрации хлорофилла вдвое увеличило бы их поглощение лишь незначительно. На наших фигурах можно найти три соответствующих примера фиг. 50 показывает лишь очень слабое усиление поглощения света теневыми листьями бука по сравнению с находящимися на солнце листьями того же вида, хотя первые содержат на 50% больше хлорофилла и на 80% больше каротиноидов чем вторые. Две нижние кривые на фиг. 61 свидетельствуют о несколько большей разнице между кривыми спектрального пропускания у темнозеленых и у светлозеленых листьев Hibis us. Наконец, фиг. 57 иллюстрирует влияние крайних отклонений в содержании хлорофилла, встречающихся, например, в желтых листьях. Содержание хлорофилла [c.87]

Даже если флавоны и антоцианины отсутствуют и в исследуемом объекте не имеется тел, содержащих каротиноиды, то все же нельзя быть уверенным, что субмикросконическая структура пластид (см. т. I, гл. XIV) такова, что все пигменты находятся в одинаковом положении по отношению к поглощению света. [c.127]

Распределение света между хлорофиллами и желтыми каротиноидами зеленых растений в области ниже 550 мц обсуждалось неоднократно. Первая оценка была дана Варбургом и Негелейном [106]. В своих расчетах квантового выхода фотосинтеза, работая со спектрами экстрактов (см. гл. XXIX), они нашли, что на долю каротиноидов hlorella приходится 30% всего поглощенного света в области 436 мц. [c.130]

I. Опыты проводят в таких условиях освещения, где сильно превалирует поглощение света хлорофиллом или отдельные каротиноидами и фикобилинами. Подбирают растения, у которых поглощение лучей определенной длины волны обусловлено преимущественно каротиноидами или фикобилинами. [c.139]

Гетерогенный перенос энергии наблюдается в случае сенсибилизированной флуоресценции, когда квант света, поглощенного одним пигментом, излучается в виде флуоресценции другого пигмента, легко различимого по его иному положению в спектре. Сенсибилизированная флуоресценция в фотосинтезирующих клетках была впервые открыта Дут-тоном (1943) в диатомовых водорослях Nitzs hia, где квант света, абсорбированный каротиноидом-фукоксантолом, был способен вызывать флуоресценцию хлорофилла а почти с таким же выходом, как при поглощении света самим хлорофиллом. [c.318]

Пурпурные серобактерии способны также использовать в качестве донатора водорода различные органические вещества (жирные кислоты, гидроксикислоты), а некоторые виды осуществляют восстановление СОг за счет молекулярного водорода. Все они — анаэробы. Пурпурные несерные бактерии используют для восстановления СОг, главным образом, водород органических соединений (метан, алифатические кислоты, спирты), хотя способны использовать и неорганические соединения серы, а также молекулярный водород. Пигментами этих бактерий также являются бактериохлорофилл в сочетании с различными каротино-идами. Свет, поглощенный рядом каротиноидов фотосинтезирующих бактерий, используется для фотосинтеза, по-видимому, путем передачи поглощенной этими пигментами энергии бакте-риохлорофиллу. [c.100]

У зеленых и эвгленовых водорослей, мхов и некоторых растений кроме хлорофилла а имеется также хлорофилл Ь, содержание которого составляет 20 —25 % содержания хлорофилла а. Это дополнительный пигмент, расширяющий спектр поглощения света. У некоторых групп водорослей, в основном бурых и диатомовых, дополнительным пигментом служит хлорофилл с, а у красных водорослей — хлорофилл с1. В пурпурных бактериях содержатся бактериохлорофиллы аиЬ,аъ зеленых серных бактериях наряду с бактериохлорофиллом а содержатся бактериохлорофиллы с и й . В поглощении световой энергии участвуют и другие сопровождающие пигменты у фотосинтезирующих эукариот это каротиноиды — желтые и оранжевые пигменты полиизопреноидной природы, у цианобактерий и красных водорослей — фикобилины — пигменты с линейной тетрапиррольной структурой (см. главу 5). У галобактерий обнаружен специфичный пигмент — сложный белок бактериородопсин, близкий по [c.418]

Из внешних факторов, влияющих на движения у растений, особое значение имеет свет. Во-первых, он может вызывать одни движения и препятствовать другим. Кроме того, солнечный свет — это источник биологической энергии. Для понимания процессов, обусловленных влиянием света, необходимо несколько ближе познакомиться с основными теоретическими положениями, касающимися действия света. Предпосылкой для воздействия, то есть для поглощения света, оказывается наличие пигментов (окрашенных веществ). Эти химические соединения, которые можно видеть своими глазами, в природе весьма разнообразны. В мире растений пигменты необходимы для обеспечения не только фотосинтеза, но и многих движений и других процессов. Среди пигментов, которые играют определенную роль при движениях, встречаются как фотосинтетически активные, так и пассивные. Из них фотосинтетически активные подразделяются на три группы хлорофиллы, фикобилины (фикоцианины и фикоэритрины) и каротиноиды (каротины и ксанто-ф иллы). В то время как хлорофиллы и каротиноиды широко распространены в мире растений (грибы представляют собой исключение), фикоцианины и фикоэритрины встречаются в основном у синезеленых и красных водорослей. Хлорофиллы и каротиноиды находятся в специфических элементарных мембранах (тилакоидах), а фикобилины — в фикобили- [c.24]

Для пигментов характерно специфическое строение молекул, а именно наличие системы сопряженных двойных связей. В зависимости от положения и числа двойных связей пигмент поглощает свет отдельных участков спектра видимого, то есть белого света, имеющих определенную длину волны в связи с этим каждый пигмент имеет соответствующую окраску (рис. 6) и специфическую кривую поглощения света (рис. 7). Так, зеленые хлорофиллы поглощают свет в синей и красной областях спектра, желтые каротиноиды — в синей, синие фико-цианы — в желтой, а красные фикоэритрины — в зеленой. Например, щироко распространенный и всем известный пигмент хлорофилл (зеленый пигмент листьев) потому-то и зеленый, что поглощает синюю и красную части спектра видимого света, но не зеленую. Видимый свет — это сумма излучений, имеющих разную длину волны. Расположение в спектре участков разного цвета такое же, как во всём нам знакомой радуге. Будучи электромагнитным излучением, свет представляет собой одну из форм энергии, которая в клетке в итоге превращается в энергию химическую. Но это чрезвычайно важное для клеток превращение может совершиться только в соответствии с основным законом фотохимии — если свет будет поглощен пигментом. [c.27]

На световой фазе фотосинтеза происходит поглощение света молекулами хлорофилла а с участием дополнительных пигментов (хлорофилла Ь, каротиноидов, фикобилинов) и трансформация энергии света в химическую энергию АТР и восстановленного NADPH. Все эти процессы осуществляются в фотохимически активных мембранах хлоропластов (см. 1.1.2) и представляют собой сложную систему фотофизических, фотохимических и химических реакций, природа которых в настоящее время в значительной степени расшифрована. [c.79]

Антенные комплексы и миграция энергии в пигменгных системах. Эмерсон и Арнольд показали, что в хлоропластах растений на каждый реакционный центр приходится от 200 до 400 молекул Хлорофилла, функции которых связаны с поглощением света и передачей энергии возбужденного состояния на реакционные центры. Молекулы хлорофилла а и дополнительные пигменты — хлорофилл Ь, каротиноиды, фикобилины — входят в состав антенных, или светособирающих, комплексов (ССК). Из ламелл хлоропластов выделены светособирающий белковый комплекс с хлорофиллами а и Ь (ССК ),), тесно связанный с ФС II, и антенные комплексы, непосредственно входящие в фотосистемы I и II (фокусирующие антенные компоненты фотосистем). [c.82]

Все фотосинтезирующие организмы содержат один или несколько органических пигментов, способных поглощать видимый свет, запуская тем цамым фотохимические реакции фотосинтеза. Из большинства листьев эти пигменты можно экстрагировать спиртом или другими органическими растворителями. Выделить индивидуальные пигменты из спиртового экстракта можно методом хроматографии на колонке с сахарной пудрой. Впервые это сделал русский ботаник М. С. Цвет в 1906 г. В растениях и водорослях встречаются пигменты трех основных классов — хлорофиллы, каротиноиды и фикобилины. Хлорофиллы и каротиноиды нерастворимы в воде, а фикобилины растворимы. Каротиноиды и фикобилины называют вспомогательными, или сопровождающими, пигментами, поскольку энергия квантов света, поглощенных этими пигментами, может передаваться на хлоро-4 илл. В табл. 3.1 приведены характеристики поглощения света этими пигментами. Пигменты фотосинтезирующих бактерий описаны в гл. 7. [c.41]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология