Водоросли фотосинтез

В фотосинтезе высших растений и водорослей (рис. 10.1) энергия света поглощается и используется для расщепления молекул воды. Этот простой процесс (световая реакция) приводит к выделению кислорода и к образованию восстановительных эквивалентов, которые затем используются в последовательности темновых реакций для фиксации двуокиси углерода в доступной форме углеводов. Углеводы могут утилизироваться как энергетические запасы или как источник углерода для синтеза всех других молекул, в которых нуждается растение. В ходе фотосинтеза происходит образование АТР по сопряженному механизму фотофосфорилирования. [c.327]

Вода расщепляется на элементы, что создает источник атомов водорода для восстановления СО2 в глюкозу, а нежелательный газообразный кислород выделяется в атмосферу. Энергия, необходимая для осуществления этого в высшей степени несамопроизвольного процесса, обеспечивается солнечным светом. В наиболее древних формах бактериального фотосинтеза в качестве источника восстановительного водорода использовались не вода, а сероводород, Н28, органические вещества или сам газообразный водород, но легкая доступность воды сделала этот источник наиболее удобным, и в настоящее время он используется всеми водорослями и зелеными растениями. Простейшими организмами, в которых осуществляется фотосинтез с высвобождением О2, являются сине-зеленые водоросли. Их правильнее называть современным названием цианобактерии, поскольку это в самом деле бактерии, научившиеся добывать собственную пищу из СО2, Н2О и солнечного света. [c.335]

Источником всех видов энергии, используемых в биологических системах, является солнечный свет, а преобразование световой энергии в химическую происходит в ходе уникального и важнейшего для жизни процесса -фотосинтеза. Способностью к фотосинтезу обладают как эукариоты (высшие зеленые растения, зеленые, бурые и красные водоросли, некоторые одноклеточные организмы), так и прокариоты (синезеленые водоросли, зеленые и пурпурные бактерии). [c.92]

Биосинтез начинается с фотосинтеза [1]. Вся жизнь на Земле зависит от способности некоторых организмов (зеленых растений, водорослей и фотосинтезирующих бактерий), содержащих характерные фотосинтезирующие пигменты, использовать энергию солнечной радиации для синтеза органических молекул из неорганических веществ — диоксида углерода, азота и серы. Продукты фотосинтеза служат затем не только исходными веществами, но и источником химической энергии для всех последующих биосинтетических реакций. Обычно принято описывать фотосинтез только как процесс образования углеводов в некоторых случаях основными продуктами фотосинтеза, действительно, являются исключительно крахмал, целлюлоза и сахароза, однако в других организмах на синтез углеводов идет, быть может, всего лишь третья часть углерода, связываемого и восстанавливаемого в процессе фотосинтеза. При ближайшем рассмотрении оказывается, что нельзя провести четкую границу между образованием продуктов фотосинтеза и другими биосинтетическими реакциями в клетке, в которых могут участвовать промежуточные вещества фотосинтетического цикла восстановления углерода. [c.396]

Фотосинтез осуществляют все зеленые растения, сине-зеленые водоросли и некоторые группы бактерий. Существует вполне определенное соответствие между спектром поглощения отдельными элементами растений и спектром излучения Солнца. Реакция фотосинтеза имеет большую эффективность от 30 до 60% поглощенной энергии используется для образования углеводов и кислорода. [c.189]

Для выделения кислорода путем расщепления Н2О до О2 в клетках должна была возникнуть другая система фотосинтеза (гл. 13). Простейшими выделяющими кислород организмами, существующими в настоящее время, являются сине-зеленые водоросли (цианобактерии) [9]. Некоторые из этих простейших растений — одноклеточные по структу- [c.25]

Гемоглобин и миоглобин —комплексы железопорфиринов с белками, выполняющие функцию фиксации и транспорта молекулярного кислорода в организмах животных. Цитохромы, имеющие аналогичную принципиальную структуру, выполняющие роль переносчика электрона в схемах фотосинтеза, дыхания, окислительного фосфорилирования и др. окислительно-восстановительных реакциях, найдены у всех животных, растений и микроорганизмов. Хлорофиллы — главные участники процессов фотосинтеза — содержатся в высших растениях, водорослях и фотосинтезирующих бактериях. [c.265]

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]

Как правило, фотосинтез осуществляется в цитоплазматических органеллах растений — хлоропластах, число которых в клетке варьирует у различных видов фотосинтезирующих организмов от одного до нескольких тысяч (у сине-зеленых водорослей фотосинтез осуществляется в мембранной системе, не организованной в виде хлоро-пластов). Хлоропласты высших растений имеют форму эллипсоидов вращения с длинной осью 5—10 мкм. Они могут быть также сферическими, яйцевидными или дисковидными. Более полиморфны хлоропласты водорослей, представляющие собой иногда длинные перекрученные полосы или звездоподобные тельца. [c.46]

Фотосинтез Природный процесс, в котором зеленые растения и водоросли образуют углеводы из диоксида углерода м воды под действием света [c.549]

Энергия падающего света поглощается фотосинтезирующими пигментами в органеллах, называемых фоторецепторами (хлоропласты в высших растениях, пластиды в водорослях, хроматофоры в фотосинтезирующих бактериях). Преобладающим пигментом является хлорофилл любой организм, способный осуществлять фотосинтез, содержит по меньшей мере одну разновидность хлоро- [c.396]

Чем еще различаются процессы фотосинтеза у бактерий и у сине-зеленых водорослей или эукариотических растений [c.76]

Заключительный раздел этой главы, посвященной проблемам коммуникации, следует отнести к вопросу межвидового общения. Люди сталкиваются с такими трудностями при общении друг с другом, что, казалось бы, проблемы экологических взаимоотношений не особенно существенны для них. Однако если внимательно взглянуть на то, что можно рассматривать более широко как метаболические циклы в биосфере, то легко убедиться в важности этого аспекта биохимии. Достаточно представить себе, что возникновение эукариот связано, возможно, с установлением симбиотических отношений между двумя видами прокариот. Точно так же развитие высших растений может быть обусловлено симбиозом между водорослью и организмом, неспособным к фотосинтезу. [c.367]

Свыше 80% углекислого газа извлекается из атмосферы в результате фотосинтеза водорослями и фитопланктоном Мирового океана и лишь немного более 10% — растениями суши. Но наземные воды и океан быстро загрязняются промышленными и бытовыми отходами, прежде всего сточными водами промышленных предприятий. [c.14]

Фотосинтез — это процесс, с помощью которого зеленые растения, водоросли и некоторые бактерии способны переводить энергию солнечного света в химическую форму, доступную для биосинтеза клеточных компонентов. Полученная таким путем химическая энергия используется и запасается растениями и, кроме того, служит (через пищевые цепи) первичным источником энергии для нефотосинтезирующих организмов, в первую очередь для животных. Фотосинтез растений является также источником необходимого для жизни кислорода. Поэтому вся жизнь на нашей планете зависит от фотосинтеза. [c.327]

Фотосинтез у эукариотических водорослей [c.351]

Эукариотические водоросли живут в различных местообитаниях и характеризуются большой вариабельностью показателей роста, поэтому нет ничего удивительного в том, что у некоторых видов наряду с различиями в пигментации обнаруживаются и некоторые различия в составе переносчиков электронов и в их последовательности в электронтранспортной цепи. Большое разнообразие наблюдается также и в путях метаболизма углерода. Подробно в этом отношении было изучено лишь несколько видов водорослей поэтому не исключено, что многие отклонения от фотосинтеза по типу высших растений остаются пока неоткрытыми. [c.353]

Наконец, в морской воде зародились впервые вирусы, бактерии, простейшие одноклеточные водоросли и дрожжевые грибки началось развитие анаэробного брожения запасенных в результате абиогенного фотосинтеза органических молекул затем начали появляться живые клетки, использующие для своей жизни энергию окисления органических молекул за счет кислорода сульфатов, превращаемых в сульфиды начали все более развиваться разнообразные живые автотрофы, получающие энергию от окисления сероводорода (с выделением свободной серы) или от окисле1шя железа (И) до железа (И1). [c.376]

К концу силурийского периода ( 420-10 лет назад) в атмосфере содержалось уже около 10% от современной концентрации кислорода (т. е. около 2,5 об %) такое накопление было результатом бурного развития биосинтетического фотосинтеза, производимого морскими водорослями. Дыхание увеличило выделение энергии в живых клетках, что способствовало росту биофотосинтеза органического вещества в 30—40 раз. Возросшее количество [c.379]

При изучении влияния изненжих факторов (температуры, озета, величины парциального давления СО2 и О2) на процесс фотосинтеза Кальвин нашел (1955), что образование дифосфата рибулозы обратно пропорционально образованию фосфоглицериновой кислоты. Таким образом, факторы, способствующие образованию дифосфата рибулозы, в той же степени уменьшают образование фосфоглицериновой кислоты и наоборот. Другими исследователями было показано, что введение дифосфата рибулозы в свободные от клеток экстракты хлореллы (зеленые водоросли) в темноте приводит к фиксации СОг в карбоксильной группе фосфоглицериновой кислоты. [c.584]

ФОТОСИНТЕЗ в природе, образование организмами (высшими растениями, водорослями, нек-рыми бактериями) в-в клеток благодаря энергии света. У большинства организмов происходит при участии хлорофиллов. Первыми стабильными продуктами Ф., образующимися в результате передачи электронов от возбужденных под действием света молекул хлорофилла по электронотранспортной цепи, являются НАД(Ф)Н (см. Никотинамид ные коферменты) и АТФ, Они используются при ассимиляции СО2 и в др. биосинт. процессах. Ф., при к-ром происходит ассимиляция СО2, выражается суммарно ур-нием [c.632]

Фотохимическое восстановление СОг в органические соединения слу-, жит основным источником энергии для биосферы, несмотря на то что к числу организмов, в которых идет этот процесс, относится лишь несколько родов фотосинтезирующих бактерий (табл. 1-1) (включая сине-зеленые водоросли), а также эукариотические водоросли и высшие зеленые растения. Теперь уже повсеместно признано, что в ходе фо-топроцессов в этих организмах генерируются NADPH (или восстановленный ферредоксин) плюс АТР (гл. И, разд. Г, 2) [77—79]. Однако эта точка зрения далеко не всегда представлялась очевидной. Рассмотрим суммарную реакцию образования глюкозы в ходе фотосинтеза у высших растений [c.36]

К низкомолекулярным голубым белкам относится стелла-цианин, медьсодержащий мукопротеид из японского лакового дерева . Этот пептид, построенный из 108 аминокислотных остатков, содержит 20% углеводов и один ато.м меди. Пласто-цианин, впервые выделенный из водоросли hlorella, впослед-ствин был обнаружен у всех зеленых растений. Считается, что он функционирует в цепи переноса электронов между двумя светопоглощающими центрами, входящим,и в систему фотосинтеза (гл. 13, разд. Д, 6). [c.446]

Различие между фотосинтезирующими бактериями и зелеными растениями стало еще более очевидным после экспериментов Р. Эмерсона и его сотрудников [79Ь], выполненных в 1956 г. Было известно, что свет с длиной волны 650 нм намного более эффективен, чем свет с длиной волны 680 нм. Однако Эмерсон и др. показали, что сочетание света этих двух длин волн дает более высокую скорость фотосинтеза, чем свет с каждой из указанных длин волн по отдельности. Это позволило предположить, что существуют две разные фотосистемы. Фотосистема, известная теперь как фотосистема I, активируется далеким красным светом (- 700 нм), тогда как фотосистема II — красным светом с более высокой энергией (- 650 нм). Это положение подтверждается множеством разных фактов. Еще в 1937 г. Хилл [79с] показал, что фотосинтетическое образование О2 может идти с использованием мягких окислителей, таких, как феррицианид и бензохинон, а Г. Гаф-фрон [79(1] обнаружил, что некоторые зеленые водоросли способны вести фотоокисление Нг до протонов [уравнение (13-25)], используя электроны для восстановления МАОР. Таким образом, фотосистема I может быть отделена от фотосистемы П. [c.37]

Так как биливердин имеет большую, чем билирубин 71-систему сопряжения, он и окрашен глубже — это сине-зеленый пигмент водорослей, где он участвует в процессе фотосинтеза. В организме здорового человека биливердин не содержится, но при некоторых заболеваниях печени и почек он регулярно сопутствует билирубину. Билирубин имеет вдвое меньшую л-сопря-женную систему, в связи с чем имеет желто-оранжевую окраску, соответствующую более коротковолновому электронному переходу. Он образуется в организме человека при расщеплении гема гемоглобина и является пигментом желчи — содержится в желчных камнях. При некоторых заболеваниях количество билирубина возрастает и он, накапливаясь, вызывает пожелтение кожи и белков глаз (желтуха). [c.263]

X. фуппы с (с,, С2 и Сз, ф-ла II) в отличие от др. X. содержат негцдрированный порфириновый макроцикл и остаток не-этерифицированной акриловой к-ты. Находясь в морских водорослях в виде белковых комплексов, X. этой фуппы выполняют в фотосинтезе роль светособирающих антенн, [c.291]

Особенно большую опасность представляет цветение , вызьшаемое сипе-зелепыми и другими токсичными видами водорослей. Сине-зеленые водоросли играют особую роль в экосистемах современньк водоемов. Они занимают промежуточное положение между бактериями и растениями, так что их часто назьшают цианобактериями. Сине-зеленые водоросли появились па Земле более 3 млрд. лет назад, были первыми фотосинтезирующими организмами, образовавшими аэробную систему Земли. Сине-зеленые водоросли обладают колоссальным потенциалом размножения за 70 дней вегетационного периода одна клетка может дать 10 ° потомков. К благоприятным условиям для размножения сине-зеленьк водорослей относятся низкое содержание кислорода, т.е. более восстановительная среда. Сине-зеленые водоросли - единственные обитатели Земли, которые способны усваивать четыре вида газов СО, (фотосинтез, как у зеленых растений). О, (дькание), М, (азотфиксация), (как бактерии в процессах хемосинтеза). [c.40]

Хроматограмма экстракта водоросли S enedesmus, полученная после фотосинтеза в присутствии СОг в течение 10 с. [c.477]

Как и в уравнении (3.10), СН2О представляет собой обобщенную формулу для углеводного органического вещества. Протекание реакции, обозначенной уравнением (3.28), требует притока энергии (аО° = +475 кДж моль ) (см. вставку 3.7), что обеспечивается светом. В мелких пресных водоемах фотосинтез осуществляют крупные растения и дрейфующие микроскопические водоросли (фитопланктон), в то время как в глубоких озерах (и океанах) практически весь фотосинтез происходит только за счет фитопланктона. В процессе обратной реакции разложения органического вещества, т. е. окисления или дыхания, высвобождается энергия, которая поддерживает жизнь [c.134]

Нефтеобразование по механизму имеет много общего с углеоб-разованием, является длительным сложным многостадийным биохимическим, термокаталитическим и геологическим процессом преобразования исходного органического материала - продукта фотосинтеза - в многокомпонентные непрерывные смеси углеводородов парафинового, нафтенового, ароматического рядов и гибридного строения. В отличие от генезиса твердых горючих ископаемых нефтесинтез включает дополнительно осадочно-миграционные стадии с накоплением первоначально рассеянной по осадочным породам микронефти в природных резервуарах макронефти. По этому признаку термин месторождение вполне справедливо применять только к твердым горючим ископаемым, но по отношению к нефтям и природным газам не имеет буквального смысла как места их рождения. Более правильно употреблять термины залежи нефти или залежи газов. Не исключено, что каустобиолиты как твердые, так и жидкие и газообразные, первоначально на химических стадиях их синтеза имели общую родину , затем расслоились и разошлись по новым квартирам . В настоящее время по генетическому признаку в качестве близких родственников природных нефтей признают сапропелитовые угли. Следовательно, нефть, природный газ, сланцы, сапропелитовые угли и богхеды, исходным материалом для синтеза которых являются водная растительность (планктон, водоросли, бентос) и микроорганизмы, генетически взаимосвязаны и образуют группу сапропелитовых каустобиолитов. А торф, бурые и каменные угли и антрацит принадлежат к группе гумусовых каустобиолитов. На наш взгляд, в процессе образования нефти, особенно природного газа, может в принципе участвовать и легко разрушаемая биоорганизмами часть органики (например, липиды и белки) наземной растительности. [c.65]

Тетрапиррольные пигменты, представляющие собой группу соединений со столь жизненно важными биологическими функциями, изучались чрезвычайно интенсивно. Поэтому о механизмах их образования и функционирования известно больше, чем в случае какой-либо другой группы пигментов. Установление трехмерных структур миоглобина и гемоглобина и механизма, с помощью которого гемоглобин функционирует в транспорте кислорода, представляет собой один из классических образцов научного исследования. Во многом ясным стал также путь, по которому хлорофиллл используется как главный светособирающий пигмент в фотосинтезе (гл. 10). Основные аспекты биосинтеза порфиринов (и коррина), в том числе его детали и стереохимия, изучены в очень элегантных опытах с помощью классических радиоизотопных методов и усовершенствованных методов введения и анализа -метки. Желающий изучать биосинтез порфиринов не смог бы сделать ничего лучшего, чем прежде всего внимательно прочитать эти работы. Тем не менее даже при таком положении вещей ход некоторых биосинтетических превращений до сих пор полностью не установлен. Для изучения образования бактериохлорофиллов, необычных хлорофиллов с и d яз водорослей, модифицирован- [c.219]

Сине-зеленые водоросли ( yanophyta или yanoba teria) представляют собой единственную большую группу прокариот, которые способны к фотосинтезу с выделением кислорода, сходному с фотосинтезом у высших растений. Однако тилакоидные мембраны у них находятся не в хлоропластах, а распределены по всей цитоплазме клетки, преимущественно на ее периферии. Фотосинтетические пигменты сине-зеленых водо- [c.353]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология