Растения энергия активации

Эта энергия активации эквивалентна излучению с длиной волны 230 нм или менее Такого коротковолнового излучения в солнечном свете, который достигает земной поверхности, не существует. Однако хлорофилл действует как фотосенсибилизатор, поглощая видимый свет и делая его пригодным для фотосинтеза в растениях. Но в этой реакции имеется нечто специфичное. Красный свет вызовет реакцию, но красному свету соответствует только 40 ккал/моль, а для того, чтобы вызвать реакцию, требуется более 112 ккал/моль. По-видимому, реакция протекает по стадиям. Лабораторные эксперименты с альгой (водоросль) показали, что обычно требуется около восьми фотонов на каждую использованную молекулу двуокиси углерода и каждую молекулу кислорода, вовлеченную при благоприятных условиях в фотосинтез с низкой интенсивностью света., Упражнение 18.1. Показать, что, если при фотосинтезе восемь фотонов поглощенного света с длиной волны 600 нм дают одну молекулу продукта реакции, который имеет теплоту сгорания 112 ккал/моль, эффективность превращения поглощенного света в аккумулированную химическую энергию составляет 30%. [c.557]

Выше мы уже отметили, что для получения хороших урожаев приходится вносить соединения азота в почву в виде удобрений. Возникает вопрос — почему же растения, находящиеся в атмосфере воздуха, непосредственно из него не извлекают и не используют азот так, как это они проделывают с кислородом Ответ в том, что азот Ng исключительно нереакционноспособен и почти ни с чем не реагирует при обычных условиях это — следствие наличия в молекуле Ng прочной тройной связи N=N (две я-связи и одна а-связь). Для того чтобы азот мог прореагировать, необходимо разорвать между атомами азота (хотя бы частично) тройную связь. Энергия связи N = N чрезвычайно велика (945 кДж/моль), и большинство реакций с участием молекулярного азота имеют высокую энергию активации и требуют для их проведения высокой температуры и присутствия катализатора, как, например, в знаменитом процессе Габера получения аммиака (см. гл. 20). Так же как во время грозы, высокой энергии вспышки молнии оказывается достаточно, чтобы заставить азот прореагировать с кислородом с образованием оксида азота (II). [c.188]

Определение энергии активации весьма важно как для оценки свойств ферментов, так и для оценки каталитических процессов,— оно имеет общебиологическое значение. Установлено, что ферменты, ускоряющие одну и ту же реакцию, снижают энергию активации по-разному, если были выделены из одинаковых органов разных животных или из разных тканей животного одного вида. Интересно, что изменения активности в зависимости от температуры различны у разных растений. Они зависят от условий произрастания и особенностей растения. При их определении можно выявить различия в одном и том же организме по ходу его развития, а также в важных биологических свойствах растений. Например, можно судить об их засухоустойчивости, морозоустойчивости и т. п. [c.56]

Анализируя филогенетические связи и взаимоотношения у различных групп растений, А. В. Благовещенский с успехом использовал энергию активации ферментов в качестве показателя древности того или иного семейства. Было показано, что, как правило, наиболее древние растительные группы характеризуются специализированным обменом, отличаясь выработкой специфических продуктов типа алкалоидов, сложных терпенов, камфоры, тимола и т, п. [c.99]

Как мы дальше увидим, эти причины, равно как и избирательная проницаемость тканей, не могут объяснить накопления иода в щитовидной железе, калия и железа в эритроцитах, фосфора в костях и др. Во всех таких случаях основным фактором являются химические процессы, связывающие избирательно поглощаемые ионы. Исследование захвата ионов щелочных металлов клетками растений из питательного раствора показало, что этот процесс идет двумя параллельными путями. Часть этих ионов проникает в клетки путем диффузии и ионного обмена, а другая часть связывается в них химически. Ионный обмен идет независимо от освещения, присутствия кислорода и его парциального давления над раствором. В противоположность этому метаболическое усвоение этих ионов идет лишь на свету и в присутствии кислорода. Зависимость его от температуры обнаруживает высокий температурный коэффициент скорости, характерный для химических реакций и не свойственный диффузионным процессам. Скорость обмена радиоактивного фосфора между неорганическим фосфатом плазмы и эритроцитами возрастает в десятки раз от О до 37°, причем изменение скорости подчиняется уравнению (6—7) с энергией активации около 15 ккал/моль [79]. Участие метаболических процессов в проникновении ионов в клетки обнаруживается также в том, что диффузия КЬ в клетки корней моркови и ячменя уменьшается в несколько раз в присутствии К" , которое не влияет существенным образом на диффузию [1484]. [c.504]

НЫХ возбужденных состояний хлорофилла в осуществлении первичной фотохимической реакции первой и второй фотосистем был проведен Ф. Ф. Литвиным с сотр. На основании параметров длительного послесвечения и низкотемпературной термолюминесценции листьев растений, расчетов констант скоростей и величин энергий активации свечения при использовании ингибиторов второй фотохимической системы (диурон) и дезактиваторов триплетных и синглетных состояний (хинон, кислород) предполагается, что первая фотохимическая реакция осуществляется через синглетное, а вторая — через триплетное возбужденное состояние хлорофилла. [c.62]

В этой разновидности фотосинтеза (которую Гаффрон называет фоторедукцией ) световая энергия используется главным образом для временной активации, а не для постоянного превращения в химическую энергию. Энергия органического вещества, образуемого пурпурными бактериями, лишь в незначительной части является преобразованной световой энергией большая же ее часть, если не вся, представляет собой химическую энергию, перенесенную с одного неустойчивого химического соединения к другому. Существование этих бактерий возможно лишь потому, что Земля до сих пор еще не пришла к полному химическому равновесию и высокие химические потенциалы еще встречаются в разных местах (особенно в вулканических районах). Понятно, эти своеобразные формы автотрофной жизни (мы буде м говорить о них подробнее в главе V) могли играть большую роль в ранние геологические эпохи, когда химическая активность на поверхности Земли была более бурной и напряженной. Поэтому они представляют значительный интерес при рассмотрении проблемы о происхождении и развитии жизни на нашей планете. Для современного цикла живого вещества на Земле эти процессы не имеют значения. Только фотосинтез зеленых растений препятствует исчезновению жизни с лица Земли. [c.18]

Таким образом, новый синтез белка в растениях сопровождается значительным расходованием сахаров, в первую очередь дисахаридов. Это дает основания считать, что сахара играют большую роль в процессе синтеза белка в растениях. При современном состоянии вопроса эта роль еще недостаточно ясна. Можно строить лишь те или иные предположения. Можно сделать допущение, что нативный белок в растениях находится в какой-то, может быть, весьма лабильной связи с сахарами. С другой стороны, можно допустить, что процесс синтеза белка сопровождается интенсивным окислением сахаров, в результате которого освобождается энергия, необходимая для активации молекул, вступающих в реакцию синтеза белка, как это было высказано в свое время А. В. Благовещенским (1936). [c.171]

Опытами, проведенными в строго контролируемых условиях, установлено, что степень обеспеченности растений сахарами имеет наибольшее значение не для начальных этапов усвоения неорганического азота растениями, а для конечного этапа переработки азотистых соединений, для синтеза белка. В среднем из ряда опытов установлено, что синтез 1 г белка в растениях сопровождается затратами примерно 5 г сахара. По-видимому, синтез белка сопровождается интенсивным окислением сахара, в результате которого освобождается энергия, необходимая для активации молекул аминокислот, вступающих в реакцию синтеза белка. [c.229]

ОТ температуры корня в момент поглощения. Корни растений, выращенных на субстратах с пониженной температурой, при низких температурах поглощали больше воды, чем корни растений, содержавшихся при нормальной температуре. Возможно, что при низких температурах снижение сопротивления движению воды было вызвано изменением структуры цитоплазматических мембран клеток эндодермы. Интересно, однако, что наклон кривых (т. е. значение или энергии активации) в обоих случаях одинаков. Это, по-видпмо-му, указывает на одинаковую степень метаболической регуляции процессов переноса (несмотря на различные условия произрастания). Тот факт, что критическая температура (т. е. точка, выше которой изменения в поступлении воды обусловливаются только изменениями ее вязкости ср. фиг. 47) для низкотемпературного варианта оказывается ниже, можно, очевидно, рассматривать как доказательство существования различий в структуре мембраны. Продолжительное воздействие недостатка воды, вероятно, также влияет на структуру. Вообще говоря, если рост корня существенно ограничивается по любой причине, одно лишь опробковение эпидермиса должно приводить [c.220]

Столь высокая эффективность фотосиптетического аппарата обусловлена, по-видимому, идеальным пространственным соответствием между сближенными центрами донор — хлорофилл — акцептор, т. е. крайне удачным подбором донор-акцепторных пар или же полупроводниковыми свойствами материала, отделяющего хлорофилл от окислительно-восстановительных головок переносчиков электронов. Действительно, окисление переносчиков электронов (цитохромов в бактериях и высших растениях) проходит при крайне низких температурах — 150, —196 и даже 269 С. Следовательно, этот процесс не требует энергии активации и соударений и имеет преимущественно физическую природу. [c.91]

Помимо Са +, в число наиболее значительных модуляторов К+-проницаемости плазмалеммы клеток растений входит температура. Исследования, выполненные, к сожалению, лишь на водорослях [432, 4351, показали, что проницаемость мембраны для К с понижением температуры в пределах интервала 25—2 существенно падает. При этом если энергия активации процесса проникновения К через плазмалемму морской красной водоросли гриффиции [435] не претер- [c.29]

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]

Как показали результаты экспериментов, график зависимости 1пА от 1/Т представляет собой прямую линию, что позволяет вычислить энергию активации. Стандартные величины лежат в пределах 80-120 кДж моль . Однако растения — очень сложные системы, на скорость распада витамина С в которых влияют и другие факторы, например микроорганизмы и (или) природные ферменты. Поэтому энергия активации служит только для приблизительной оценки влияния температуры на этот процесс. Более того, дополнительным параметром является отсутствие воздушной среды. Ситуация еще больше усложняется, если реакция не подчинаяется первому порядку. Так, например, имеются данные, что при хранении соков распад аскорбиновой кислоты является процессом нулевого порядка. Трудно понять, почему наблюдается такое различие в кинетике, однако несомненно, что решающее влияние на разрушение витамина С оказывает природа системы. Следует отметить, что овощи, приготовленные в микроволновой печи, сохраняют гораздо больше витамина С, чем приготовленные обычными способами. Это может происходить главным образом благодаря использованию меньших объемов воды, хотя должно сказываться и сокращение времени кулинарной обработки. Таким образом, потери витамина С можно предотвратить, не только избегая длительного кипячения овощей в медной посуде, но и если готовить их целиком. [c.96]

Почти полтора века назад было показано, что механическая энергия подобно теплоте, свету и электрическому воздействию инициирует многие химические превращения. Первоначально предполагалось, что этот эффект имеет место только в тзердых 51гелах, но в дальнейшем было показано, что и жидкости можно активировать механически. Примером может служить активация Воды, способствующая ускорению биохимических процессов (уско- ренный рост животных и растений) или водонефтяных смесей, в результате чего повышается их теплотворная способность. [c.109]

Восстановление сульфата. Почти все бактерии, грибы и зеленые растения способны использовать в качестве источника серы сульфат. Они получают сульфид, необходимый для синтеза серусодержащих аминокислот, путем ассимиляционной сульфатредукции . Первая реакция на этом пути является общей как для диссимиляционного, так и для ассимиляционного восстановления сульфата. Далее при диссимиляционной сульфатредукции происходит прямое восстановление активированного сульфата, а при ассимиляционной следует еще одна реакция активации. Восстановление сульфата в клетке начинается с его активации, на которую непосредственно затрачивается энергия АТР (рис. 9.3) с помощью [c.310]

Фотохимические (фотокаталитически е) реакции происходят в природе и сравнительно давно используются промышленностью. Фотохимическими называют реакции, вызываемые и ускоряемые действием света их элементарный механизм состоит в активации молекул при поглощении фотонов. Большинство промышленных фотохимических реакций происходит по цепному механизму, т. е. молекулы, поглотившие фотон, диссоциируют, и активированные атомы или группы атомов служат инициаторами вторичных реакций. По такому типу протекают галогенирование углеводородов и других веществ, синтез полистирола, сульфохлорирование парафинов и т. п. Природный фотосинтез требует непрерывного подвсда световой энергии синтез углеводов из диоксида углерода воздуха совершается под действием солнечного света, поглощаемого пигментом растений хлорофиллом (аналог гемоглобина крови). При фотокаталитических реакциях фотоны поглощаются не реагентами, а катализаторами, ускоряющими химическую реакцию, т. е. реакция ускоряется в результате суммарного действия катализатора и световой энергии. [c.150]

У Сграстений основным лимитирующим фактором при оптимальной температуре является свет, так как обычно фотосинтез не достигает насыщения даже при самом ярком солнечном освещении (рис. 14.11). Свет очень важен для активации ряда фотосинтетических ферментов, для открывания устьиц и для образования ассимиляционной силы. Так, например, степень активации светом таких ферментов С -пути, как пируват, ортофосфат— дикиназа и КАЕ)Р-малатдегидрогеназа, зависит от интенсивности освещения. Относительно яркое освещение требуется и для максимального открывания устьиц у таких С4-растений, как кукуруза у Сз-растений, например у пшеницы, устьица открываются при гораздо меньшей освещенности. По мере увеличения интенсивности освещения должно возрастать производство энергии и обеспечение ею Сг (СОг-насоса) и ВПФ-циклов, Таким образом, хотя СОг уже перестает лимитировать скорость С4-фотосинтеза, зависимость. того процесса от освещения остается. [c.472]