Фотосинтез фотохимические процессы

Структурная организация фотосинтетического аппарата прокариот Фотофизические процессы, лежащие в основе фотосинтеза Фотохимические процессы и пути электронного транспорта при фотосинтезе. Фотофосфорилирование.......... [c.375]

Фотохимические процессы широко распространены в природе, например процесс фотосинтеза, характеризующийся положительным значением стандартного сродства [c.610]

Химические реакции, протекающие под воздействием света, называются фотохимическими, а сам раздел физической химии, занимающийся их изучением, получил название фотохимии. Примеров фотохимических реакций можно привести очень много. Так, смесь газов водорода и фтора на свету взрывается, аммиак разлагается на водород и азот, бромид серебра разлагается с выделением металлического серебра, что широко используется в фотографии, процесс отбелки тканей кислородсодержащими соединениями хлора также протекает под воздействием света и т. д. К числу фотохимических процессов относятся и реакции фотосинтеза, в результате которых в зеленых растениях из оксида углерода (IV) и воды образуются различные органические соединения, главным образом углеводы. [c.172]

Образующийся озон поглощает УФ-радиацию Солнца в области 250—260 нм, губительно действующую на живые организмы. К другой важной фотохимической реакции относится реакция выделения кислорода и ассимиляция диоксида углерода в процессе фотосинтеза. Фотохимическое разложение бромида серебра лежит в основе фотографического процесса. [c.269]

Важнейшим фотохимическим процессом является фотосинтез — образование углеводов в растениях, происходящее под действием солнечного света. Суммарное уравнение реакции [c.291]

Фотохимические процессы имеют огромное значение для жизни на Земле. Энергия Солнца утилизируется в процессе фотосинтеза, при этом из атмосферного углекислого газа образуются углеводы и освобождается кислород. Светоиндуцированные химические изменения, происходящие в атмосферных газах и распыленных частицах, также дают вклад в химический состав атмосферы, делая ее пригодной для существования жизни на Земле. В самом деле, образование из простейших элементов сложных биоорганических соединений — кирпичиков жизни, а затем и возникновение самой жизни тесно связаны с фотохимическими процессами. Важнейший для жизнедеятельности человека и многих других существ процесс — зрение — также имеет фотохимическое происхождение. Таким образом, природа использует свет для осуществления весьма важных химических процессов. Человек использует свет в различных областях от создания новых сложных органических соединений и различных систем передачи изображения (фотографии) до накопления солнечной энергии. [c.7]

Фотосинтез — вероятно, наиболее важный из большого числа интересных фотохимических процессов, известных в биологии. От него зависела эволюция атмосферы Земли животные, поедая растения, также черпают энергию Солнца, запасенную фотосинтезом. Согласно оценке, общая масса органического вещества, созданного зелеными растениями в течение биологической истории Земли, составляет 1 % массы планеты. Каждый год в процессе фотосинтеза запасается энергия, эквивалентная десятикратному годовому ее потреблению человечеством. В этом разделе мы обсудим фотосинтез зеленых растений, хотя существуют также другие фотосинтезирующие организмы (например, некоторые бактерии), у которых процессы фотосинтеза могут несколько отличаться. [c.228]

Окончательный результат фотосинтеза включает в себя и вещества, получаемые при воздействии СОг, на некоторые ингредиенты фотохимического процесса [c.347]

Важнейшим фотохимическим процессом является протекающий в зеленых растениях фотосинтез — об- разование углеводов и других органических соединений из диоксида углерода и воды под действием [c.95]

Нередко электронное возбуждение одного хромофора вызывает флуоресценцию другого хромофора, расположенного поблизости. Так, например, возбуждение молекул красителя, образующих монослой, приводит к флуоресценции слоя другого красителя, находящегося от первого на расстоянии 5 нм. Возбуждение остатков тирозина в белках может вызвать флуоресценцию триптофана, а возбуждение триптофана— флуоресценцию красителя, связанного с поверхностью молекулы белка, или флуоресценцию связанного кофермента [57]. Такого рода резонансный перенос энергии характерен для тех случаев, когда спектр флуоресценции одной молекулы перекрывается со спектром поглощения другой. При этом реального испускания и поглощения света не происходит, а имеет место безызлучательный перенос энергии. Резонансный перенос энергии имеет большое биологическое значение для фотосинтеза. Поскольку молекула с е = 3-10 при воздействии прямого солнечного света поглощает около 12 квантов света в секунду, моно-молекулярный слой хлорофилла будет поглощать всего 1 % общего числа квантов, падающих на поверхность листа [63]. По этой причине молекулы хлорофилла располагаются в виде многочисленных тонких слоев внутри хлоропластов. Однако непосредственно в реакционных центрах, где идут фотохимические процессы, находится лишь небольшое число специализированных молекул хлорофилла. Остальные молекулы поглощают свет и передают энергию в реакционный центр небольшими порциями. [c.31]

Одним из наиболее интересных вопросов, связанных с проблемами фотосинтеза, является вопрос о природе первой стадии фотохимического процесса. В каком возбужденном состоянии находится при этом хлорофилл — синглетном или триплетном, — пока неизвестно. Как бы то ни было, считается, что далее возбужденный хлорофилл (Хл ) передает электрон какому-то акцептору, превращающемуся в радикал А , к переходит в форму окисленного радикала Хл+ [c.46]

Фотохимические процессы широко распространены в природе, фотосинтез сложных органических соединений в растениях лежит в основе существования жизни на Земле. Фотохимия активно проникает в технику - достаточно вспомнить фотографию, серебряные и бессеребряные фотоматериалы. Фотохимическое преобразование солнечной энергии представляет одну из актуальных проблем, стоящих перед человечеством. [c.161]

Бактериальный обмен веществ имеет большое значение для выяснения химического механизма фотосинтеза. Он показывает, что фотосинтез состоит из двух различных стадий — восстановления двуокиси углерода и окисления воды. Вторая стадия может быть изменена воду могут заменять другие восстановители, не влияя на первую стадию. Хемосинтез автотрофных бактерий делает вероятным, что восстановление двуокиси углерода представляет собой не фотохимический процесс это восстановление может осуществляться восстановленными продуктами фотохимического окисления воды (или другими восстановителями) с таким же успехом, как и продуктами экзотермических химических реакций. Более подробно эти [c.129]

Наблюдения над изолированными хлоропластами, бактериями, адаптированными к водороду водорослями, описанные в главах IV, V, VI, а также кинетические измерения указывают, что фотосинтез — не прямая реакция между двуокисью углерода и водой, а сложная цепь физических, химических и фотохимических процессов. Одна из наболее важных проблем в изучении механизма фотосинтеза — установление первичной фотохимической реакции (или реакций) и выделение ее из нефотохимических процессов последние могут предшествовать фотохимической реакции или следовать за ней. [c.155]

В главе III фотосинтез зеленых растений рассматривается как перенос водорода от воды к двуокиси углерода в главе V бактериальный фотосинтез характеризуется как перенос водорода к тому же акцептору, но не от воды, а от других восстановителей. Эти переносы водорода могут связываться с реакциями различного типа, например карбоксилированием, гидратацией, фосфорилированием или дисмутацией. Несмотря на это, мы можем с уверенностью допустить, что первичный фотохимический процесс является стадией основного окислительно-восстановительного процесса. [c.155]

Опыты, которые будут описаны в главе XI, показывают, что замена обычной воды тяжелой влияет на скорость нефотохимической реакции фотосинтеза. Однако это не является аргументом против участия воды в первичном фотохимическом процессе, потому что атомы водорода (или дейтерия), переносимые светом от воды к промежуточному акцептору, могут затем принять участие в ряде каталитических реакций. В действительности от введения тяжелой воды вместо обычной не изменяется, повидимому, скорость только одной частной реакции фотосинтеза — фиксации двуокиси уг.терода в комплексы СО2). [c.162]

Тем не менее можно связывать первичный фотохимический процесс фотосинтеза с превращением двуокиси углерода, если этот процесс рассматривать скорее как фотохимическое гидрирование, а не разложение этого соединения (см. фиг. 15). Если вода не участвует в первичном процессе непосредственно, фотохимическое восстановление двуокиси углерода должно происходить за счет промежуточного водородного донора, обозначенного на фиг. 15 через НХ. [c.163]

Если в качестве рабочей гипотезы принять, что на фотосинтез расходуется восемь квант (а кванты, поглощенные сверх этой цифры, теряются при рассеивании энергии), то возникает следующий вопрос как восемь первичных фотохимических процессов используются для переноса четырех водородных атомов Очевидно, каждый водородный атом может активироваться дважды, повышая этим свою восстановительную способность. [c.166]

Фиг. 19. Фотосинтез с двумя первичными фотохимическими процессами в виде окислительно-восстановительной реакции между тремя промежуточными катализаторами.

Химические реакции, влекущие за собой дисмутацию энергии , несомненно, встречаются и у хемосинтезирующих бактерий, у которых несколько молекул сравнительно слабого восстановителя используется для образования молекулы (или радикала), способного реагировать с двуокисью углерода. Эта аналогия с хемосинтезом и является главным основанием для введения понятия дисмутация энергии в обсуждение механизма фотосинтеза. Эта концепция делает возможным принять только один тип первичного фотохимического процесса, даже если число таких процессов больше числа элементарных окислительно-восстановительных актов (водородные переносы или электронные переносы), требующихся для завершения основной реакции. [c.171]

На фотохимических процессах основана фотография — воздействие света на светочувствительные материалы. Широко применяются в промышленности цепные реакции фотохлорирования и фотосульфо-хлорирования, имеются промышленные способы фотохимического модифицирования полимерных пленок и волокон. Фотохимия непосредственно связана с одной из важнейших научно-технических проблем — использованием солнечной энергии. Создание искусственных систем, осуществляющих процессы, аналогичные фотосинтезу в растениях, имело бы значение, которое трудно переоценить. [c.202]

В зеленом листе растения под воздействием солнечной радиации протекает целый комплекс фотохимических процессов, в результате которых из воды, углекислого газа и минеральных солей образуются крахмал, клетчатка, белки, жиры и другие сложные органические вещества. Процесс фотосинтеза о гень сложен. Он осуществляется при непосредственном участии важнейшего природного фотокатализатора — хлорофилла и сопровождается целым циклом химических превращений, не зависящих от солнечной радиации. В этих превращениях участвует большое число разнообразных биокатализаторов— ферментов. Суммарное уравнение фотосинтеза обычно выражают в виде реакции превращения двуокиси углерода и воды в гексозу [c.176]

Громадную роль в жизни на Земле играет фотосинтез углеводов из СОг и НгО в зеленых листьях растений. На тохимической активации галидов серебра основан фотографический процесс. Фотохимические процессы используются в фотолитографии, в технологии изготовления печатных схем, микроминиатюрных полупроводниковых приборов и др. (см. гл. ХИ, 8). [c.46]

Примером фотохимических реакций является фотосинтез, осуществляемый под действием солнца в биосфере Земли. Огромный интерес представляет перспектива осуществления фотосинтеза в промышленных масштабах. До сих пор 957о всех химических процессов инициируются тепловой энергией, т. е. нагревом. Возникает вопрос можно ли его заменить фотохимическим воздействием Расчеты показывают, что поглощение квантов света в ультрафиолетовой части спектра повышает энергию молекул до такой величины, которая эквивалентна нагреванию реакционной смеси до температур десятка тысяч градусов. Первым фотохимическим процессом, осуществленным в промышленности около 40 лет назад, был процесс сульфохлорирования. Сущность процесса заключается в том, что при действии хлора и оксида серы (IV) на ациклические углеводороды под влиянием светового излучения при комнатной температуре происходит реакция образования сульфохло-ридов иЗОгС (мерсолы) [c.91]

Первичным восстановителем в фотосинтезе является Н2О, которая разлагается на хлорофилл—белковом комплексе, находящемся в возбужденном высокоэнергетическом состоянии, до О2 и 2Y . Различают световую и темповую стадии фотосинтеза. Первая, световая стадия, включает фотофизические и фотохимические процессы. Главный фотофизический процесс происходит с молекулой гидрата хлорофилла (акваэкстракомплекса хлорофилла [c.735]

Если это так, то фотохимическая потеря адаптации в конце концов должна быть приписана промежуточному продукту фотосинтеза, а не свободному кислороду. Обозначим этот кислородный предшественник через Од , причем скобки указывают на комплексную молекулу акцептора или переносчика . Окислитель О2 — вряд ли прямой продукт первичного фотохимического процесса. На это указывают эксперименты с ингибит ами (глава XII) и наблюдения Рике и Гаффрона [ 1, что потеря адаптации в мигающем свете происходит при той же средней интенсивности освещения, как и потеря адаптации на непрерывном свету. Поэтому мы примем, что для превращения первичного фотохимического продукта 2, приводящего к выделению 0 , требуются по крайней мере две последовательные энзиматические реакции [см. уравнения (7.10(5) и (7.10в)] [c.138]

Уравнение (6.12) показывает, что хемосинтетическое восстановление двуокиси углерода у адаптированных водорослей требует наличия энзиматической связи между системой гидрогеааза — оксидаза на окислительном конце первичного фотохимического процесса и каталитической системой на восстановительном конце первичного процесса, которая осуществляет восстановление двуокиси углерода при фотосинтезе. [c.148]

Франк [18] и 1Птоль [21] высказали мысль, что первичным фотохимическим процессом в фотосинтезе может быть обмен водорода на гидроксил (см. главу XIX). Однако допущение переноса гидроксильных радикалов от угольной кислоты к воде равноценно допущению, что одна часть выделяющегося кислорода происходит из двуокиси углерода, а это противоречит данным эксперимента (глава III). [c.156]

В этих восьмиквантовых схемах первичный фотохимический процесс можно тоже помещать или на окислительном , или на восстановительном конце (или и там и тут), или же где-либо посредине. На фиг. 19 и 21 представлен последний вариант как наиболее общий. Мы считаем эти схемы наиболее удобной отправной точкой для поисков истинного химического механизма фотосинтеза. Схема, изображенная на фиг. 19, предложенная ФранкоА и Херцфельдом [26], представляет возможное развитие схемы, изображенной на фиг. 15. [c.160]

Если реакцию (7.8а) считать единственной фотохимической реакцией в фотосинтезе, то процесс можно дополнить нефотохимическим окислением воды это оки-гн о сление может идти за счет окисленного промежуточного продукта X и, возможно, включать промежу- [c.164]

Фиг. 17. Фотосинтез с первичным фотохимическим процессом восстановления промежуточным катализатором двуокиси углерода в виде соединения СО вторая четырехквантовая теория).

Фиг. 18. Фотосинтез е первичным фотохимическим процессом в виде окислительно-восстанови-тельной реакции между двумя промежуточными катализаторами (третья четырехквантовая теория).

Справочник химика 21

Химия и химическая технология