Фотохимические свойства хлорофилл

Разделение вопроса о фотохимии пигментов на физическую и химическую части делает необходимым рассмотрение фотохимических реакций хлорофилла до описания его спектральных свойств и флуоресценции. Одпако существует тесная связь между этими явлениями, в особенности между флуоресценцией и первичным фотохимическим процессом, который включает два возможных пути использования световой энергии [c.487]

Для лучшего понимания фотохимических свойств хлорофилла существенно необходимы дальнейшие измерения выхода флуоресценции хлорофилла в разных условиях. В настоящее время наши знания абсолютного выхода флуоресценции хлорофилла в растворе ограничиваются лишь одной оценкой Принса [22], который нашел, что выход составляет около 10% (в 10 М растворе хлорофилла а в этаноле). Принс не принимал во внимание реабсорбцию (см. фиг. 108), и отсутствие точных сведений о постановке опыта не позволяет [c.162]

Отличие нашего направления от других, в частности зарубежных, исследований заключалось, во-первых, в установлении и использовании чрезвычайно сильного влияния физико-химической природы среды на фотохимические свойства хлорофилла. Так, надлежащим выбором среды оказалось возможным осуществить в лабораторных условиях такие реакции, которые имеют сходные черты с переносом водорода при фотосинтезе. [c.361]

Одним из основных вопросов проблемы фотосинтеза является исследование фотохимических свойств хлорофилла и его аналогов, изучение специфических особенностей таких процессов, при которых энергия света, поглощаемого пигментами, превращается в потенциальну]о (химическую) энергию фотопродуктов. [c.145]

В остальном выбор хлорофилла в качестве главного фотосинтетического пигмента растений должен вызываться скорее его фотохимическими свойствами, чем егр спектром поглощения. [c.430]

Что касается фотосинтеза, то здесь мы знаем очень мало об отдельных стадиях реакции, а о ферментах, которые осуществляют эти стадии, и того меньше. Мы можем приготовить экстракты из растительных клеток, содержащие хлорофилл или другие красящие вещества, присутствующие везде, где происходит фотосинтез. Но в этих экстрактах не только не будет происходить фотосинтеза (в данном случае — простого поглощения углекислоты и выделения кислорода на свету), но мы даже не сможем обнаружить в них каких-нибудь ферментных или фотохимических свойств, которые имели бы прямое отношение к предполагаемым стадиям фотосинтеза. Мы можем предположить, что химические методы разделения содержимого клетки слишком грубы, и попытаться разделить клетку механическим путем. Возьмем гигантскую зеленую клетку вроде тех, которые имеются у некоторых водорослей, и проколем ее иглой, чтобы та- [c.40]

Это сообщение посвящено специально хлорофиллу, его производным и синтетическим пигментам фталоцианинам, обладающим не только подобной структурой, но и аналогичными фотохимическими свойствами [2, 3]. [c.221]

На рис. 2 показаны спектры поглощения хлорофилла и фталоцианина магния, обнаруживающие весьма большое сходство. Предпринятое нами расширение круга объектов, включающее и другие пигменты наряду с хлорофиллом, позволило выяснить, какие особенности фотосинтеза свойственны биологическим условиям его протекания и какие черты присущи оптическим и фотохимическим свойствам главного участника — органического пигмента определенного молекулярного строения. На этой теме, составляющей содержание VI Баховского чтения, прочитанного мной в 1950 г. [10], я останавливаться здесь не буду. [c.378]

На основании полученных данных можно утверждать, что метод измерения фотоэлектрохимических потенциалов является ценным методом изучения фотохимических свойств исследованных пигментов и в дальнейшем должен быть применен как наиболее простой и, может быть, единственный путь разрешения ряда вопросов, связанных с окислительно-восстановительной функцией хлорофилла при первичном фотохимическом акте фотосинтеза. [c.406]

Одним из наиболее обоснованных доказательств особого состояния пигментов в живой клетке является расхождение их оптических свойств со свойствами раствора тех же пигментов. Максимум поглощения света хлорофиллом и другими пигментами в живой клетке сильно смещен в длинноволновую область по сравнению с максимумом поглощения его пигментами, находящимися в растворе. Установлено, что фотохимическая активность хлорофилла в растворе изменяется параллельно со способностями к флуоресценции, максимальное проявление которой, как правило, указывает на мономолекулярную дисперсность. В листе хлорофилл частично находится во флуоресцирующей моиомолекулярной форме. Менее прочно связан с белками хлорофилл молодых листьев. Установлена также способность белков хлоропластов связывать хлорофилл тем больше, чем выше степень их восстановленности. Экспериментально доказано, что восстановление белковых препаратов водородом приводило к повышению их способности связывать хлорофилл. [c.173]

Один максимум поглощения света хлорофиллом приходится на красную (с длиной волны 680 тц) и другой, меньший,— на сине-фиолетовую (440 т(х) части солнечного спектра, в то время как максимальная интенсивность света, достигающего поверхности Земли, приходится на сине-зеленую и зеленую части спектра. К. А. Тимирязев, изучавший оптические свойства хлорофилла, пришел к выводу, что зеленое растение в процессе эволюции приспособилось поглощать именно те лучи, которые несут больше энергии. Но красные лучи, как известно, несут значительно меньше энергии, чем коротковолновые синие и фиолетовые. Оказалось, что хотя фотон красного света несет мало энергии, ее достаточно для фотохимического эффекта одной молекулы, а красные лучи несут больше фотонов, чем синие и фиолетовые именно поэтому растения и приспособились поглощать их в большем количестве. [c.72]

Если описанное выше фотоокисление гидроксильных ионов представляет собой уникальное свойство высших растений, то вторая фотохимическая реакция, связанная с хлорофиллом, является общей для всех фотосинтезирующих систем. Действительно, Ло- [c.272]

Этот цша доказывает, что каротиноиды способны к обратимым фотохимическим реакциям — свойство, которое может быть полезным при участии их в фотосинтезе. Это участие, долгое время отрицавшееся, недавно подтверждено сравнительными опытами по выходу фотосинтеза на свету, поглощенном только хлорофиллом, и на свету, поглощенном хлорофиллом и каротиноидами. [c.529]

Франк и Герцфельд [43] предположили, что способность хлорофилла быстро превращать кванты большой энергии в кванты малой энергии (отвечающие красной области спектра) может иметь важное значение в функции этого пигмента в фотосинтезе, потому что это предохраняет систему от возникновения нежелательных фотохимических реакций, которые могли бы сенсибилизироваться большими квантами. Возможно, что это предположение справедливо, но все же оно не может объяснить специальную приспособленность хлорофилла для роли фотокатализатора в фотосинтезе, так как то же самое свойство наблюдается также у всех порфиринов и хлоринов. [c.157]

В то время как ограничение выхода флуоресценции хлорофилла в чистых растворах может обусловливаться как физическим рассеянием энергии, так и фотохимическими реакциями (таутомеризацией или реакциями с растворителем), сильное тушение малыми количествами (< моль л) посторонних веществ следует приписать химическим взаимодействиям. Скорость физического рассеяния энергии, повидимому, не может зависеть от сравнительно редких встреч возбужденных молекул красителя с молекулами тушителя или от изменения средних свойств растворителя, вызываемого тушителем исключением является случай резонанса, о котором будет сказано ниже. [c.188]

Высокую интенсивность фотосинтеза в красной части спектра Тимирязев объяснял тем, что на ее долю приходится основная часть интегральной энергии, которую несут лучи видимой части спектра. Вместе с тем он подчеркивал, что фотохимическое действие отдельных участков спектра определяется не только степенью их поглощения хлорофиллом (т. е. абсорбционными свойствами пигмента), но и качеством света (т. е. амплитудой и частотой колебаний световых волн). [c.152]

Имеются данные, свидетельствующие о том, что флуоресценция изменяется с развитием растительного организма и зависит от его физиологических свойств. Способиость хлорофиллов к интенсивной флуоресценции указывает на их значительную фотохимическую активность. [c.163]

Систематические исследования оптических и фотохимических свойств хлорофилла в разных состояниях были сделаны в работе А. А. Красновского и Г. П. Брин ДАН СССР, 63, 163, Ш). — Прим. ред. [c.57]

Некрасов Л. И., Лобода Н. И. Изучение адсорбции и фотохимических свойств хлорофилла а iia монослое альбумина.— Вестн. Моск. ун-та. Сер, химия, 1975, т. 16, № 1. [c.226]

Несмотря на то что это и не имеет прямого отношения к транспорту железа и кислорода, следует упомянуть также о получении синтетических биомиметических моделей особого парного бактериохлорофилла а [247], поскольку в процессе фотосинтеза при первичном поглощении света фотореакционными центрами молекулярных ассоциатов хлорофилла зеленых растений и фотосинтезирующих бактерий, по-видимому, происходит окисление особых парных молекул хлорофилла. Димерные производные хлорофилла, изображенные на рис. 6.6, в которых пор-фириновые макроциклы связаны простой ковалентной связью, проявляют некоторые фотохимические свойства, моделирующие in vivo особый парный хлорофилл. [c.373]

Наиболее простая модель — мономерный хлорофилл в растворе, достигается созданием условий, когда молекула сравнительно изолирована. Ко второму классу относятся системы с агрегированным хлорофиллом обладающим спектральными и фотохимическими свойствами, близкими свойствам пигмента in vivo. [c.205]

С помощью спектральных и фотохимических методов А. А. Красновский с сотрудниками показали, что в процессе образования хлорофилла его состояние в живой клетке закономерно изменяется. Хлорофилл, образующийся при освещении этиолированных листьев первично, отличается по своим спектральным и фотохимическим свойствам от хлорофилла, накапливающегося в листьях при дальнейшем освещении. В основе этих изменений лежит способность молекул хлорофилла к взаимодействию, в результате которого образуется так называемая агрёгированная формапигмента, более устойчивая к разрушающему действию света, окислительных агентов и т. д. [c.127]

Поскольку при переходе в возбужденные состояния (синглетные и триплетные) энергия молекул повышается, последние приобретают химические свойства, которых не было у невозбужденных молекул [67, 67а]. Изменения значений рА а функциональных групп при переходе в возбужденное состояние могут приводить к диссоциации протонов или к их присоединению. Диссоциация на ионы или радикалы иногда сопровождается разрывом связей. Могут протекать реакции фотоприсоединения и фотоотш,епления, а также изомеризация молекул, играюш,ая важную роль в функционировании зрительных рецепторов. Возбужденные молекулы могут стать сильными окислительными агентами, способными принимать атомы водорода или электроны от других молекул. Примером такого рода служит фотоокисление ЭДТА рибофлавином (подвергающимся фотовосстановлению, как показано на рис. 8-15). Более важным с точки зрения биологии процессом является фотосинтез, в ходе которого возбужденные молекулы хлорофилла осуществляют фотовосстановление других молекул, временно оказываясь при этом в окисленном состоянии. К сожалению, ценность исследования фотохимических реакций сильно снижается возможностью протекания множества параллельных реакций, зачастую приводящих к образованию огромного количества разных фотохимических продуктов (достаточно взглянуть на тонкослойную хроматограмму продуктов распада рибофлавина, рис. 2-34). [c.33]

Общепринято, что хлорофилл в зеленом листе находится в агрегированном состоянии в двух фотосистемах (I и II) и включает в свое окружение, кроме белка и липидов, молекулы каротина, цитохромов, хинонов и др. В фотохимической стадии участвуют аденозинфосфаты (АДФ и АТФ), никотинамид-адениндинуклеотидфосфат (НАДФ), ферредоксин, до сотни различных ферментов, многочисленные молекулы неустановленной химической природы, условно называемые факторами. Хлорофилл обладает оптимальным набором свойств, [c.284]

На механизм фотохимической стадии фотосинтеза существует множество различных взглядов, многие из которых являются механистическими, далекими от биохимии. По современным биохимическим представлениям ключевым соединением в фотосинтезе является хлорофилл. М Хл в отличие от всех других металлоаналогов хлорофилла — металлохлорофиллов МХл (М = Мп, Ре, Со, №, Си, 7п, С(1, Н , Рс1, и др.) обладает оптимальным набором свойств, необходимых для фотосинтеза, и среди них одним из главных свойств — способностью прочно связывать одну молекулу воды и давать моногидрат (акваэкстракомплекс) хлорофилла [c.738]

Вместе с ван Нилем и другими исследователями мы объясняли разложение или окисление воды как вероятный первичный фотохимический процесс в фотосинтезе (глава УП). Концепция Хэнсона хлорофилл-водного комплекса, очевидно, входит в рамки этой теории. Впрочем, гигроскопичность является столь общим свойством многих органических соединений, что гигроскопичность хлорофилла вряд ли можно считать существенным аргументом в пользу именно этой теории фотосинтеза. Если гигроскопичность хлорофилла в клетке не выше гигроскопичности твердого хлорофилла 1п т11го, то и тогда при комнатной температуре будет гидратировано меньше половины молекул хлорофилла в хлоропласте. Если это так, то возникает вопрос — каким образом световые кванты, поглощаемые всеми молекулами хлорофилла, могут быть использованы для фотосинтеза Это замечание не следует рассматривать как аргумент против [c.455]

Это кажущееся несоответствие эффективности фотосинтеза и спектров поглощения агрегированных форм хлорофилла объясняется тем, что спектроскопическая картина не отвечает фактическому распределению энергии между поглощающими частицами. Миграция энергии приводит к ее перераспределению. Существование энергетической лестницы в системе длинноволновых полос поглощения хлорофилла, каротиноидов, фикобилинов, в особенности у агрегатов хлорофилла, создает сток энергии с коротковолновых форм на ничтожно мало поглощающие с широкими длинноволновыми полосами формы. Коротковолновые формы хлорофилла выполняют функцию светосбора и передачи энергии, длинноволновые — акцепторную функцию, промежуточные обладают донорными и акцепторными свойствами. Перекрывание электронно-колебательных уровней коротковолновых и длинноволновых форм хлорофилла способствует стоку энергии [22, 23]. В целом с учетом всех пигментов на конечные длинноволновые формы хлорофилла мигрирует до 80% поглощаемой энергии. Молекулы хлорофилла именно этих конечных длинноволновых форм — реакционных центров фотосинтеза — являются фотохимически активными, [c.19]

Согласно этой концепции хлорофилл или бактериохлорофилл (точнее, их фотохимически активные формы), находясь в электронно-возбужденном состоянии, обладают повышенной, сравнительно с основным состоянием, способностью отдавать или принимать электрон. То, какая из этих двух возможностей реализуется, в большой степени зависит от свойств окружающей среды (pH, наличия веществ — доноров или акцепторов электрона). Опытами и в растворах, и в пленках подтверждена способность хлорофилла (бактериохлорофилла) восстанавливаться в присутствии доноров электрона (водорода) и окисляться в присутствии акцепторов электрона [32]. Процесс переноса электрона во всех случаях характеризуется высокой эффективностью (Ф 1). Считается, что in vivo происходит фотоокисление электронно-возбул<денной молекулы [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология