Азот фиксация и фотосинтез

ФИКСАЦИЯ АЗОТА И ФОТОСИНТЕЗ [c.41]

Наше обеспечение продуктами питания зависит в конечном счете от того, как протекает рост растений. Поэтому, чтобы решить проблему обеспечения населения планеты продовольствием, необходимо прежде всего углубить наши знания в области химии растений. Особенно перспективным представляются исследования таких явлений, как фиксация азота и фотосинтез. [c.41]

Основные ферментативные реакции, в к-рых участвует Ф.,— фиксация азота и фотосинтез. В процессе фиксации молекулярного азота Ф. является, веро- [c.211]

Водорастворимые минеральные соединения, а также и органические, в том числе продукты фиксации микроорганизмами атмосферного азота, извлекаются из почвы корневой системой дерева и через проводящую часть ксилемы (заболонь) поступают вверх по стволу дерева. Образующиеся в листьях в процессе фотосинтеза водорастворимые органические соединения движутся в виде сока вниз по лубу, откуда по сердцевинным лучам распределяются в поперечном направлении. В лучевой и древесной паренхиме заболонной древесины накапливаются резервные питательные вещества (крахмал, жиры). [c.499]

ФОТОСИНТЕЗ, ФИКСАЦИЯ АЗОТА И ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ [c.395]

Сборник Механизм дыхания, фотосинтеза и фиксации азота , изд-во Наука , М., 1967. [c.333]

В последнее время ванадий изучается как микроэлемент. Естественное содержание его в почвах составляет 50—260 мг/кг. Отмечено повышенное содержание ванадия в гумусовом горизонте. В песчаных почвах его меньше, чем в суглинистых и глинистых. Применение ванадия в качестве микроэлемента обусловливает более яркую зеленую окраску листьев растений, повышенное содержание в них азота и хлорофилла, усиление фотосинтеза, более активную фиксацию азота клубеньковыми бактериями. [c.397]

Можно полагать, что к концу 2000-го года будут расшифрованы ферментативные механизмы двух процессов, имеющих значение для развития всего человечества,— фотосинтеза и биологической фиксации азота. В связи с этим будут разработаны принцип фотосинтезирующей машины, в которой получение органического вещества будет происходить по типу завода,без использования растений, при помощи полиферментных систем, и принципы машин, подобным же образом связывающих азот воздуха и вырабатывающих в частности, азотистые удобрения. Решению подобных вопросов будет способствовать быстро происходящее выяснение механизмов управления действием ферментов в клетке. [c.338]

Что представляют собой эти природные союзники человека в борьбе за азот атмосферы и каким образом они выполняют свою функцию Ясно, что этот вопрос имеет большое значение для человечества. К сожалению, мы знаем о фиксации азота гораздо меньше, чем о фотосинтезе, который тоже раскрыл еще далеко не все свои тайны. Однако за последние годы мы узнали об азотфиксирующих организмах больше, чем за всю историю изучения этого вопроса. [c.56]

Составные части возДуха, важные для фиксации азота, фотосинтеза и дыхания, включают азот, кислород, углекислый газ и пары воды. Обычно в воздухе содержится также аргон в количествах менее 1%. Его присутствие с биохимической точки зрения, как правило, не представляет интереса, поскольку он не реакционноспособен. Время удерживания аргона, однако, весьма близко к времени удерживания кислорода на лучших набивных колонках, известных в настоящее время для разделения кислорода и азота (молекулярное сито) поэтому при анализе аргон следует рассматривать как помеху. [c.164]

Даже в такой сложной системе, как фотосинтез, можно осуществить изменение или перестановку определенных генов, влияющих на характеристики процесса. Уже есть аргументы в пользу того, что возможно более эффективное поглощение углекислого газа растениями, в результате чего повысится и эффективность фотосинтеза. На этом пути еще предстоят фундаментальные исследования (и, хочется верить, — открытия). Есть немало и других фундаментальных проблем, например, фиксация азота растениями (мы только начинаем понимать, почему природа создает для этого столь сложные структуры). [c.48]

Баланс доступного растениям азота на земном шаре поддерживается за счет деятельности особой группы организмов — так называемых азотфиксаторов. В экономике природы процессам биологической фиксации азота принадлежит исключительная роль, которая по значению вполне равнозначна процессу фотосинтеза. [c.457]

Кроме нитрогеназы, которая связывается с молекулой N2 й дестабилизирует ее, для восстановления N2 до NH3 необходимы сильный восстановитель и АТР. Ферредоксин — переносчик электронов, участвующий также и в фотосинтезе, — служит главным восстанавливающим агентом. При симбиотической азотфиксации АТР поставляется растением-хозяином и количество фиксированного азота часто ограничивается скоростью фотосинтеза. Поэтому удобряя растение, например сою, двуокисью углерода, в принципе можно повысить общую фиксацию азота благодаря увеличению количества метаболитов, образующихся при фотосинтезе. Однако это трудно осуществить на практике при возделывании полевых культур. [c.217]

Среди них присутствие в клетках клубеньков легоглобина — гем-содержащего белка, который встраивается в мембрану бактероида (увеличенная в размере бактериальная клетка, характеризующаяся наибольшей способностью к фиксации азота) и регулирует поступление кислорода. Легоглобин кодируется в геноме растительной клетки-хозяина, но его синтез начинается только после проникновения бактерий в эту клетку. У цианобактерий механизм защиты нитрогеназы от кислорода иной. Азотфиксация идет в гетероцистах, а фотосинтез — в обычных клетках. Поэтому кислород, вьщеляющийся в процессе фотосинтеза, не ингибирует фиксацию азота. Таким образом, введение только //-генов в какую-то растительную клетку не решает проблемы. Если нитрогеназа будет синтезироваться в этой клетке, в частности в клетках злаков, то она разрушится под действием кислорода, присутствующего в клетке. Кроме того, сама клетка, в которую переносят гены азотфиксации, может бьггь не приспособлена к синтезу и расходованию большого количества энергии, которое требуется для фиксации азота. [c.153]

Фотосинтез, фиксация азота и промежуточный метаболизм. Э. Хаслам 395 [c.9]

В течение нескольких последних десятилетий химики и биохимики поделили сферы интересов в области молекулярных аспектов биологии. Сферой биохимиков стала динамика живой клетки, ее отдельные функции и их контроль. Интересы химиков-органиков сфокусировались на изучении аккумулирующихся в клетках метаболитов первичных метаболитов (углеводов, белков, нуклеиновых кислот, липидов, стероидов) и множестве вторичных метаболитов (алкалоидов, терпенов, фенолов, хннонов и разнообразных микробных антибиотиков). Это разделение сфер интересов не должно заслонять общие цели. Поэтому, хотя в последующих главах и в тексте всей книги основное внимание при обсуждении биосинтеза уделяется темам, представляющим особый интерес для химиков, мы считаем необходимым рассматривать результаты исследований прежде всего исходя из наших знаний о промежуточном метаболизме и двух фундаментальных биосинтетических процессах — фотосинтеза и фиксации азота, являющихся исходным пунктом и основой для последующего анализа путей биосинтеза. [c.396]

Наиболее широкое стратиграфическое распространение свойственно синезеленым водорослям. Они относятся к прокариотам, что сближает их с бактериями. Есть и другие признаки, более свойственные бактериям строение клеточной стенки, наличие газовых вакуолей, способность к фиксации азота и др. В настояшее время их чаще называют цианобактериями. Они существуют на Земле более 3 млрд лет. Автотрофные формы при фотосинтезе используют СО2 и выделяют кислород благодаря их жизнедеятельности была создана кислородная атмосфера Земли. В течение всей истории своего развития они не претерпели изменений. В протерозойских бассейнах они были подавляющей формой жизни и поставщиком ОВ. Многими исследователями отмечались консервативность цианобактерий, их экологическая выносливость. Синезеленый цвет определяется наличием синего и бурого пигментов в сочетании с хлорофиллом. Некоторые формы имеют и другие пигменты — от красного до черного. Эти водоросли токсичны, хищны, подавляют развитие других водорослей и зоопланктона, радиорезистентны, приспособлены жить в темноте, в горячих и холодных водах. Очень важным свойством этих водорослей является антибактериальное действие их липидов (циано-фитина и хлороллина). Это предопределило устойчивость ОВ синезеленых (как и некоторых зеленых водорослей) к микробному разрушению. Цианобактерии представлены как одноклеточными, так и многоклеточными формами. [c.111]

Ввиду известного сходства с дыхательными ферментами (окси-редуктазами) редокс-полимеры представляют большой интерес для моделирования ферментативных систем и как возможные передатчики кислорода органам дыхания из воды. К другим перспективным областям применения их относятся искусственный фотосинтез, фиксация азота при низких температурах и давлениях, изготовление мембран, передающих электроны (электросинтез), использование в качестве антиоксидантов, производство перекиси водорода и удаление кислорода из котельной воды. Редокснты пригодны для восстановления катионов в свободные металлы или ионы с более низким зарядом, для получения иода из растворов его солей и т. д. [c.593]

Изучал химизм дыхания и брожения. Показал, что спиртовое брожение не является первой фазой дыхания (как считали до его работ), но оба этих процесса связаны общими промежуточными продуктами превращения углеводов. Установил, что дрожжи способны осуществлять реакцию Канниццаро с образованием спиртов и кислот, а грибок Aspergillus ni-ger — реакцию образования лимонной кислоты. Эти открытия послужили основой для разработки технических способов получения названных продуктов. Установил путь восстановления растениями нитратов до аммиака. Показал, что при фиксации атмосферного азота азотобактером образуется аммиак. Выяснил характер изменений фотосинтеза в течение суток. [107а] [c.259]

Фиксация азота требует значительной затраты энергии. Растения используют для этого энергию солнечного света, улавливаемую в процессе фотосинтеза. Расчеты показали, что для связывания бактероидами Rhizobium одной молекулы азота (N2) необходимо 25-35 молекул АТР. [c.179]

Следует отметить, что эукариоты специализировались в основном на фотосинтезе и существовании в аэробных условиях, а целый ряд других важных экологических функций остался за прокариотами. К ним относятся фиксация азота, нитрификация, денитрификация, сульфатное и серное дыхание, окисление серы и металлов, образование и использование метана. Круговорот азота и серы полностью или преимущес1вен-но находится в ведении прокариот. Таким образом, прокариоты могли бы поддерживать круговороты веществ и сохранять биосферу, тогда как эукариоты одни не справились бы с этой задачей. [c.523]

Если прокариоты в течение миллиардов лет развивались сами по себе, то эукариоты никогда не оставались одни. Им приходилось все время противостоять прокариотам. Они предоставляли последним новые экологические ниши, защиту и были их жертвами. Многоклеточные организмы своими высокоразвитыми защитными и иными приспособлениями отчасти обязаны агрессивности прокариот. С другой стороны, эукариоты научились извлекать пользу из тесной ассоциации с прокариотами и поставили их себе на службу в качестве эктосимбионтов (в кишечном тракте, на коже, у жвачных в рубце) и эндосимбионтов (для фиксации азота, продукции биомассы путем фотосинтеза, использования НзЗ, удаления Н2). [c.523]

Элементарный азот реагирует при комнатной температуре с образованием аминокислот и белков в клубеньках некоторых растений. Реакцию катализируют ферменты, а энергию, необходимую для эндотермических процессов, обеспечивает фотосинтез. Химия этого процесса фиксации азота растениями не известна. Полученные в настоящее время данные указывают на то, что катализирующие этот процесс ферменты содержат железо или молибден в двух различных центрах. Один ценпр связывает молекулу N2, а другой активирует перенос электрона к связанной молекуле N2, что приводит к ее восстановлению до NH3 или RNH2, вероятно, через промежуточное образование N2H2 и N2H4. [c.437]

НОГО освещения в течение 15 мин. в азоте, индикатор попадает почти исключительно в фосфоглицериновую и пировиноградную кислоты. Отношение активности фосфоглицериновой кислоты к активности пировиноградной кислоты (7 1) указывает, что фосфоглицериновая кислота получается не в результате образования фосфопировиноградной кислоты, а предшествует последней. На основания этих резз льтатов можно отметить следующее во-первых, темновая фиксация, следующая за предварительным освещением,, происходит в результате продолжительного существования акцептора двуокиси Зтлерода, во-вторых, этот акцептор подобен акцептору, действующему при фотосинтезе, не только в том отношении, что он приводит к одному и тому же соединению, — фосфоглицериновой кислоте, но осуществляет это при помощи механизма, в котором фосфопировиноградная кислота не участвует как предшественник. Тот факт, что, помимо фосфоглицериновой кислоты, фиксируются лишь незначительные количества индикатора, также отвергает возможность появления долго лгивущего общего восстановительного агента при фотохимическом разложении воды предварите.1ьным освещением. [c.605]

Хотя первый большой многофакторный эксперимент (описанный Гардером в 1921 году) был посвящен именно фотосинтезу [135], многофакторный метод, возможно из-за его сложности, относительно мало использовался для изучения этого процесса. Из сравнительно недавних опытов хорошим примером применения многофакторной методики могут служить опыты Фогга и Сан-Тана [89] по действию света, температуры, азота и СОг на фиксацию азота и на фотосинтез у сине-зеленой водоросли АпаЬаепа суИпйгка. [c.287]

Эта книга предназначена для студентов старших курсов и научных работников, занимающихся изучением растений. Она мо кет быть использована биохимиками, желающими ознакомиться с теми разделами биохимии, которые относятся специаольно к растениям (например, свойства веществ клеточной оболочки, фотосинтез или фиксация азота), или желающими выяснить, в какой мере биохимические пути обмена, свойственные растениям, сходны с биохимическими путями, обнаруженными у других организмов. Эта книга будет также полезной для биологов, изучающих растения, вообще. Биохимия может внести и на самом деле вносит большой вклад в изучение проблем, относящихся к целому ряду более специальных разделов биологии растений — таксономии, морфологии, экологии, садоводства, агрономии, фитопатологии и многих других. Мы полагаем, что эта книга послужит студентам и научным работникам, посвятившим себя любой из этих, столь различных специальностей, в качестве источника готовой биохимической информации, непосредственно относящейся к растениям. Наконец, нам кажется, что эту книгу можно с успехом использовать также как учебник биохимии растений. Для восприятия данного курса студенту необходимо знание некоторых основ [c.6]

Тумерман Л.А. Механизм конверсии световой энергии в фотосинтезе. В кн. "Механизмы дыхания, фотосинтеза и фиксации азота", под ред.В.А.Яковяева. М., "Наука",1967. [c.291]

В последние годы газо-адсорбционный метод начинает широко использоваться для биохимических исследований. Так, состав воздуха (азот, кислород, двуокись углерода) важно знать для изучения процессов фиксации азота, фотосинтеза и дыхания [100]. Аргон, содержащийся в воздухе в количестве до 1%, также может быть определен хроматографически, хотя его определение менее важно для биохимии, так как он неактивен. Описаны методики газохроматографического анализа газов в крови, в частности окиси углерода [1011, анализ газов в биологических жидкостях [102], анализ газов в медицине и физиологии, в почвах и удобрениях и в продуктах разложения различных органических веществ [103]. В последнем случае образуются также закись, окись и двуокись азота, аммиак и сероводород. Разделение и анализ этих газов методом газовой хроматографии представляет собой более трудную задачу. На силикагеле двуокись углерода и закись азота не разделяются, но могут быть разделены на угле [104]. [c.152]

Очень важной является группа серосодержаш их белков, которые называют ферредоксинами или железосеропротеинами. Эти белки участвуют в широком круге биохимических процессов, включая перенос электронов при фотосинтезе, а также фиксацию азота при участии важнейшего фермента этого процесса — нитрогеназы. Атом серы проявляет донорные свойства и образует прочные связи с атомами -металлов. В ферредоксинах и нитрогеназе важнейшая роль переносчиков электронов принадлежит сульфидам железа и молибдена. Эти сложные сульфиды имеют в качестве структурной единицы тетраэдрические кластеры, изображенные на рис. 20.7. Каждый атом железа связан с тремя атомами серы и одной молекулой аминокислоты цистеина. Четыре молекулы цистеина вместе с кластером Ге484 входят в белок ферредоксин. [c.486]

Ванадий в природе. В настоящее время не доказано, что ванадий является жизненно необходимым элементом для высших растений. Однако он необходим для роста и развития некоторых бактерий и служит стимулятором процесса фотосинтеза в зеленых водорослях. Предполагают, что он может частично замещать молибден в качестве переносчика азота при его фиксации клубеньковыми бактериями. В поверхностных пресных водах ванадий присутствует главным образом в виде У02(0Н)2. Гуминовые и фульвокислоты восстанавливают ванадий до катиона ванадила У0 + и связывают его в комплексные соединения, в которых донорными атомами служат атомы кислорода карбоксильных и фе-нолгидроксильных групп, а также атомы азота. Растения легко поглощают растворимые соединения ванадия. В растениях ванадий присутствует в виде У0 +. Ванадий в степени окисления +5 может быть ингибитором ферментов. В организмах человека и животных ванадий находится в основном внутри клеток в виде катиона УО , связанного различными внутриклеточными лигандами, главным образом фосфат-ионами. [c.537]

Ввиду известного сходства с дыхательными ферментами (оксиредук-тазы) редокс-полимеры представляют большой интерес для моделирования ферментативных систем и как возможные передатчики кислорода органам дыхания из воды. К другим перспективным областям применения их относится искусственный фотосинтез, фиксация азота при низких температурах и давлениях, изготовление мембран, передающих электроны (электросинтез), использование в качестве антиоксидантов, производство перекиси водорода и удаление кислорода из [c.452]

Нроцесс азотфиксации обеспечивается солнечной энергией, преобразованной посредством фотосинтеза. Установлено, что для фиксации одной молекулы азота Rhizobium необходимо около 25-35 молекул АТР. Эти прокариоты поставляют для растений в естественных экосистемах гораздо больше фиксированного азота ( 2 х 10 тонн в год), чем можно получить при использовании азотных удобрений. [c.408]

В клетках некоторых цианобактерий защита нитрогеназы обеспечивается разной локализацией систем фиксации N2 и оксигенного фотосинтеза. Процесс фиксации N2 локализован в гетероцисте - толстостенной дифференцированной вегетативной клетке с четко выраженными физиологическими и биохимическими особенностями. Ферменты, отвечающие за фиксацию молекулярного азота в гетероцистах, защищены толстой клеточной стенкой от атмосферного кислорода и кислорода, выделяемого в процессе оксигенного фотосинтеза. [c.421]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология