Спектр действия у У красных водорослей

Рис.40. Спектр поглощения фикоэритрина и спектр действия красной водоросли Porphyre nereo yetls i поглощение света слоевищем водоросли 2 - спектр действия 3 спектр экстрагированного фикоэритрина (по наю. Blinks, 1950)

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

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]

Особый интерес в связи с этим представляют красные водоросли. Исследование спектров действия фотосинтеза для красных водорослей, проведенное Гаксо и Блинксом [137], [c.245]

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]

Для эндотермического образования углеводов из двуокиси углерода и воды необходимо, чтобы произошло поглош ение 112000 кал-моль энергия активации должна, по крайней мере, равняться эндотермической теплоте реакции (стр. 344). Энергия активации эквивалентна длине волны 2300 А и меньше. Излучение этого короткого ультрафиолета отсутствует в солнечном спектре, достигаюп] ем земной поверхности. Хлорофилл, однако, действует как фотосенсибилизатор, поглощая видимый свет и делая его пригодным для фотосинтеза в растениях. Эта реакция исключительно важна. Красный свет вызывает фотосинтез, однако фотонам красного света соответствует только 4000 -кал-молъ а для того чтобы вызвать химическую реакцию, требуется более 112000 кал-моль . Реакция, очевидно, протекает через ряд стадий. Лабораторные опыты с морскими водорослями показали, что для каждой используемой молекулы двуокиси углерода и для каждой молекулы кислорода, возникающей в результате фотосинтеза при подходящих условиях с малой интенсивностью света, требуется обычно около восьми квантов излучения. [c.701]

Изучая спектры действия нескольких видов красных водорослей, Гаксо и Блинке [ИЗ] получили удивительные результаты. Ими [c.625]

Было найдено, что у зеленой водоросли Ulva taeniata (фиг. 253, А) спектр действия почти повторяет спектр поглощения, за исключением далекой красной области, Л > 700 мц, где выход понижается до нуля, что уже было отмечено Эмерсоном и Льюисом (см. фиг. 239). Кроме того, имеется также уже отмеченное ранее понижение выхода около 480 которое интерпретируется как свидетельство частичной неактивности каротиноидов в зеленых клетках. Следует, однако, заметить, что это понижение выхода исчезает при 415 i., хотя в этой области значительная часть света (больше 50% в экстрактах) должна поглощаться каротиноидами. [c.625]

Левринг [109] определял спектры действия фотосинтеза ряда морских водорослей в фильтрованном солнечном свете (от подобных измерений можно ожидать только качественных результатов вследствие относительно высокой интенсивности света и относительно сильного поглощения слоевип ). Он нашел доказательства особо сильной эффективности фотосинтеза (высокое значение отношения выход/поглощение) на зеленом свету для 10 видов красных водорослей и заключил из этого, что красный фикобилиновый пигмент обладает не меньшей, если не большей активностью, чем зеленый хлорофилл. [c.631]

Для Porphyridium усиливающее действие было максимальным при 546 нм, что приблизительно совпадает с максимумом поглощения фикоэритрина — главного пигмента из группы фикобилинов в клетках красных водорослей. Более сложная картина наблюдалась у hlorella, однако и здесь можно было обнаружить приблизительное соответствие со спектром поглощения хлорофилла Ь. Поскольку эффективным оказался как красный, так и синий свет (644 и 480 нм), можно было заключить, что существенна не энергия поглощенного кванта, а само поглощение кванта дополнительным пигментом (в данном случае хлорофиллом Ь). [c.249]

Более подробные спектры действия для дополнительного света в присутствии постоянного пучка дальнего красного света были получены Эмерсоном и его сотрудниками. Эти кривые сравнивались со спектрами поглощения соответствующих дополнительных пигментов или же со спектрами процентного поглощения для одного определенного пигмента. Такого рода данные для водорослей четырех главных классов можно найти в статье Эмерсона и Рабиновича [85], опубликованной в 1959 году, уже после смерти Эмерсона. Мы воспроизводим их на фиг. 115—118, где показано отношение разности скоростей [c.249]

Фиг. 227. Спектр поглощения и спектр действия для красной водоросли Porphyra nereo ystis 41]. При каждой длине волны эффективность есть отношение между двумя верхними кривыми. I — спектр поглощения водоросли II — спектр действия III — спектр поглощения экстрагированного фикоэритрина.

У всех изученных растений спектр действия усиления в дальней красной области напоминает спектр поглощения главных сопутствующих пигментов (хлорофилла Ь у зеленых растений, фикоциана у сине-зеленых водорослей и фукоксантина у диатомовых). Кроме того, было найдено, что значительная часть хлорофил- [c.568]

Данные, подтверждающие концепцию о существовании двух различных фотосистем, еще не позволяют оценить относительный вклад каждой фотореакции в общий процесс. Одно из слабых мест в схеме переноса электронов, представленной на фиг. 219,— допущение равного участия обеих фотосистем по одному фотону на эквивалент. Тогда возникает вопрос, как поглощенные кванты распределяются между двумя фотореакциями, так чтобы обеспечить образование первичных фотопродуктов в нужном соотношении Были выдвинуты две гипотезы. Согласно первой из них — так называемой гипотезе раздельной упаковки ( separate pa kage ), существуют две полностью раздельные фотосистемы, причем каждая из них имеет свой собственный набор пигментов. Передача энергии может происходить между пигментами данной системы, но не от одной системы к другой. По этой гипотезе выход может быть максимальным (т. е. усиление отсутствует) именно при тех длинах волн, при которых поглощение каждой пигментной системы и выходы отдельных фотореакций равны. Тогда анализ спектров действия, приведенных на фиг. 226 и 227, наводит на мысль, что вспомогательные пигменты, которые сенсибилизируют фотосинтез очень эффективно, почти поровну разделены между двумя системами (с фотосистемой II связано несколько больше пигмента). Обе системы содержат также одну или более форм хлорофилла а. У зеленых растений эти системы содержат примерно равное количество хлорофилла а, за исключением длинноволнового компонента, который сенсибилизирует только систему I. У сине-зеленых и красных водорослей система I содержит значительно больше хлорофилла а, чем система II. Такое несоответствие приводит к тому, что не все фотопродукты системы I находят партнеров по реакции из системы II, и, следовательно, общая эффективность в той области, в которой в основном поглощает хлорофилл, будет низкой. [c.570]

Рис.36. Спектр поглощения и спектр действия разных типов водорослей по Энгельману (относительные величины). Светлые кружочки - поглощение света черные кружочки - спектр действия (число бактерий, аккумулиро-валных в данном участке спектра). Водоросли I - зеленые, 2 - бурые, 3 - сине-зеленые, 4 - красные (по Blinks, 1954)

Так же эффективно используется и свет, поглощаемый фикобилинами. При изучении фотосинтеза морских красных водорослей в опытах с применением монохроматического света и полярографического метода определения кислорода установлено очень близкое соответствие (рис.40) спектра действия (выделение кислорода) и [c.144]

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]

По мере старения культуры водорослей и под действием токсиканта, в результате нарушения упорядоченности структуры хлоропластов и связанного с этим образования из хлорофилла различных продуктов деструкции, в клетках водорослей накап-пиваются некоторые количества феофитина. Продукты деградации хлорофилла в токсикологических опытах могут составлять значительную часть общего количества зеленых пигментов, что приводит к ошибкам в определении хлорофилла, поскольку они поглощают свет также в красной области спектра. Этот факт необходимо учитывать. [c.226]

Есть все основания полагать, что торможение, вызываемое избыточным светом, — по существу то же явление, что и торможение, вызванное действием избыточного кислорода, наркотиков пли угле-кисдотного голодания. Однако важно было бы доказать, что этот тип торможения также сенсибилизируется хлорофиллом и поэтому происходит с одинаковой интенсивностью и на красном и на синем свету. Монтфор [50] утверждает, что солнечный удар , получаемый морскими водорослями на интенсивном свету, вызывается лип1ь коротковолновым участком спектра. [c.543]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология