Содержание
Роль — хлорофилл — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Cтраница 2
В высших растениях фотосинтез протекает наиболее эффективно при поглощении света хлорофиллом а. Роль хлорофилла Ь, каротиноидов и других сопутствующих пигментов не вполне ясна. Хлорофилл а представляет собой единственный пигмент, общий для всех фотосинтезирующих организмов.
[16]
Тимирязеву принадлежит в области изучения роли хлорофилла в жизни растений.
[17]
Количественное исследование с различными растворителями и акцепторами и с различными интенсивностями света и длинами волн должно внести ясность в проблему сенсибилизированных хлорофиллом реакций in vitro. Это может явиться важным шагом вперед в понимании роли хлорофилла в фотосинтезе. Предпосылкой таких исследований является необходимость работы с чистыми свежими препаратами хлорофилла, а не с грубыми экстрактами или препаратами, хранившимися продолжительное время.
Окислительно-восстановительные свойства хлорофилла, повидимому, наиболее чувствительные признаки этого весьма чувствительного соединения, и они могут быстро изменяться при хранении не только в растворе, но и в сухом состоянии.
[18]
Исследования в группе тропана были начаты под влиянием Альфреда Айнгорна ( 1857 — 1917), который открыл новокаин и которому Вилыптеттер посвятил докторскую диссертацию; эти исследования пршюли к синтезу кокаина. Работы по изучению ассимиляции угольного ангидрида ( в сотрудничестве со Штолем), выполненные С учетом новых взглядов, выяснили роль хлорофилла в процессе фотосинтеза.
[19]
Исследования в группе тропана были начаты под влиянием Альфреда Айнгорна ( 1857 — 1917), который открыл новокаин и которому Вильштеттер посвятил докторскую диссертацию; эти исследования привели к синтезу кокаина. Работы по изучению ассимиляции угольного ангидрида ( в сотрудничестве со Штолем), выполненные с учетом новых взглядов, выяснили роль хлорофилла в процессе фотосинтеза.
[20]
Между тем, замечательные открытия А. М. Бутлерова ( 1828 — 1886), создавшего теорию химического строения, Н. Н. Зинина ( 1812 — 1880), впервые получившего анилин из нитробензола и положившего этим начало синтезу искусственных красителей, исследования А. А. Воскресенского ( 1809 — 1880) и А. Н. Вышнеградского ( 1851 — 1880) в области установления строения алкалоидов, Н. И. Лунина ( 1854 — 1937), открывшего существование и значение витаминов, К. А. Тимирязева ( 1843 — 1920), выявившего роль хлорофилла в фотосинтезе у растений, и исследования многих других русских ученых в различных разделах химии и биологии, в значительной мере способствовали развитию естественных наук, а в том числе и химии физиологически активных и биологически важных веществ.
[21]
| Суммарный процесс фотосинтеза у растений. А, Б. Стадии, в ко.| Суммарный процесс бактериального фотосинтеза.
[22] |
Однако мы остановимся здесь на роли в этих процессах пигментов, поскольку они имеют фундаментальное значение в улавливании и утилизации энергии света.
Светособирающая роль хлорофилла в фотосинтезе — вероятно, наиболее яркий пример специфических биологических фотофункций природного пигмента. Функционирование каротиноидов и фикобилинов в качестве вспомогательных пигментов также прямо связано с их светопоглощающими свойствами. Другие окрашенные молекулы, в том числе цито-хромы и флавопротеины, участвуют в фотосинтезе как часть электронтранспортных систем; способность этих соединений поглощать видимый свет не имеет отношения к их функционированию.
[23]
Этот процесс впоследствии был назван фотосинтезом. Фотосинтез интересовал очень многих ученых, однако его сложность привела к тому, что лишь только примерно через 100 лет К — А. Тимирязев ( 1843 — 1920) на основе серии очень точных опытов и теоретических обобщений установил механизм этого процесса, сформулировав роль хлорофилла в фотосинтезе органических продуктов.
[24]
Энергия, необходимая для восстановления углекислоты, доставляется в виде световой энергии, поглощается хлорофиллом и используется для фотохимической реакции.
Таким образом, хлорофилл в процессе фотосинтеза играет роль фотосенсибилизатора. Поглощая световую энергию, он претерпевает изменения, а затем отдает эту энергию другим веществам и возвращается в исходное состояние. Эта роль хлорофилла в фотосинтезе была впервые открыта К — А. Тимирязевым, а затем подтверждена другими исследователями.
[25]
Красные водоросли обильно развиваются и в верхних горизонтах моря, в том числе и на литорали. Здесь они подвергаются сильному освещению, а во время отлива — и действию прямой солнечной радиации. В условиях сильного освещения цвет багрянок сильно меняется. В их окраске появляются бурые, желтые, зеленые тона. Это обусловлено изменением в составе пигментов и увеличением роли хлорофилла. Изменение окраски в зависимости от света — процесс обратимый.
[26]
В главе XIV мы увидим доказательства в пользу существования хлорофилл-белкового комплекса. Сохранность этого комплекса может быть необходима для фотосинтетической способности хлорофилла.
Эйслер и Порт-гейм [21] сообщили, что искусственные хлорофилл-белковые комплексы, приготовленные добавлением лошадиного серума к хлоро-фильным растворам, могут восстанавливать двуокись углерода и выделять кислород на свету; однако методы этих исследователей были грубы и отсутствовало детальное изложение опытов. Нет ничего удивительного в том, что хлорофилл-белковые комплексы неспособны к фотосинтезу, если вспомнить, что изолированные хлоропласта в лучшем случае сохраняют лишь часть своей нормальной фото-синтетической активности. Речь идет не о том, способны ли хлоро-фильные препараты к полному фотосинтезу, а о том, сохраняются ли в них какие-либо свойства, связанные с ролью хлорофилла в фотосинтезе. Как указано в главе III, эта роль сводится к утилизации световой энергии для переноса водородных атомов против градиента химического потенциала. Хлорофилл может это осуществлять или путем чисто физического переноса энергии к клеточной окислительно-восстановительной системе, или же, что более вероятно, прямым химическим участием в этой системе.
[27]
Первичным эффектом излучения, как было указано на стр. Молекулы с повышенной энергией могут ( вероятно, редко) перегруппировываться в конечные продукты реакции немедленно или после ряда превращений или же они могут в конце концов диссоциировать на свободные радикалы или атомы. В некоторых случаях они могут сталкиваться с другими молекулами и передавать им частично или полностью свою энергию. В таких случаях они выполняют роль, как говорят, сенсибилизаторов. Наилучшим примером последних служит действие атомов ртути, которые поглощают излучение длины волны 2537 А и вызывают множество химических реакций. Атомы ртути не уводятся из сферы реакции надолго. Роль хлорофилла в фотосинтезе растений, несмотря на значительно более сложное строение его, чем ртутных атомов, является по существу ролью фотосенсибилизатора, поскольку он в конечном счете не изменяется.
[28]
Страницы:
1
2
Экспериментальные исследования ведутся на пигментных мутантах зелёной одноклеточной водоросли Chlamydomonas reinhardtii (Chlamy)– модельного объекта генетики фотосинтеза. Её клетки, в отличие от высших растений, синтезируют хлорофилл не только на свету, но и в гетеротрофных условиях, используя в качестве источника углерода ацетат натрия. Такая способность позволяет получать мутанты по обоим путям биосинтеза: темновому и индуцируемому светом. | Штаммы из коллекции активно используются в экспериментальных исследованиях, педагогическом процессе (Летняя практика по генетике и в курсе «Генетика микроводорослей), создании штаммов-продуцентов биологически-активных веществ и разработке тест-систем оценки экологической безопасности водных ресурсов. Основные результаты исследований: Осуществлена молекулярно-генетическая идентификация генов, контролирующих ключевой фермент в цепи биосинтеза хлорофилла-магний-хелатазы. Структурный ген CHLH хламидомонады, кодирует большую (H) субъединицу магний-хелатазы. Исследованы его структура и функции. Обнаружен новый регуляторный ген LTS3 Chlamydomonas reinhardtii, кодирующий фактор транскрипции семейства GATA – активатор транскрипции генов Mg-хелатазы в темноте. Молекулярно-генетические исследования мутантов по гену LTS3 позволили установить, что белок Chlamy LTS3 – первый, обнаруженный у водорослей фактор транскрипции семейства GATA, непосредственно регулирующий экспрессию генов биосинтеза хлорофилла. Сам факт его существования свидетельствует, что темновой БХ может обеспечиваться регуляторными элементами, действующими на уровне транскрипции. Изучение супрессии мутаций в гене LTS3 привело к обнаружению еще одного ранее неизвестного гена – SUP-I, продукт которого является ядерным регуляторным белком-активатором экспрессии гена LTS3 и необходим для процесса зеленения – индуцированного светом синтеза хлорофилла. Описан новый хлоропластный ген хламидомонады mod-u-25, задействованный в процессе регуляции уровня содержания ПП в клетке.
Основные публикации по теме: Chekunova E., J.Papenbrock, V.Voronetskaya, B.Grimm, C.F. Beck. Molecular characterization of Chlamydomonas reinhardtii mutants defective in H subunit of Magnesium chelatase // Mol.Gen.Genet. 2001. V. 266. P.363-373. Савельева Н.В., Чекунова Е.М. Супрессия мутаций в гене LTS3, контролирующем светонезависимый синтез хлорофилла у Chlamydomonas reinhardtii // Вестн. С.-Петербургского университета. Сер.3. 2004. Вып.2. № 11. Чекунова Е.М., Савельева Н.В., 2010. Ген LTS3 контролирует светонезависимый биосинтез хлорофилла у зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardtii // Экологическая Генетика, №2. С.35-44. Чекунова Е.М., 2010. Генетика биосинтеза хлорофилла: Темновой и светонезависимый пути (обзор) // Экологическая генетика. №3. С. 38-51. Чекунова Е.М., 2011. Генетика метаболизма хлорофиллов. |
Монография. Изд. LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, Sarbrücken, Germany. ISBN: 978-3-8454-7902-6. 136 с.Роль хлорофилла в фотосинтезе
Главная › Специальные сады › Детские сады
Детские сады
Автор: Сьюзан Паттерсон, главный садовник
Image by yacobchuk
Что такое хлорофилл и что такое фотосинтез? Большинство из нас уже знают ответы на эти вопросы, но для детей это могут быть неизведанные воды. Чтобы помочь детям лучше понять роль хлорофилла в фотосинтезе растений, продолжайте читать.
Что такое фотосинтез?
Растения, как и люди, нуждаются в пище, чтобы выжить и расти. Однако пища растений совсем не похожа на нашу. Растения являются крупнейшим потребителем солнечной энергии, используя солнечную энергию для приготовления пищи, богатой энергией. Процесс, при котором растения производят себе пищу, известен как фотосинтез.
Фотосинтез в растениях — чрезвычайно полезный процесс, при котором зеленые растения поглощают углекислый газ (токсин) из воздуха и выделяют насыщенный кислород.
Зеленые растения — единственное живое существо на земле, способное преобразовывать солнечную энергию в пищу.
Жизнь почти всех живых существ зависит от процесса фотосинтеза. Без растений у нас не было бы кислорода, и животным нечего было бы есть, и нам тоже.
Что такое хлорофилл?
Роль хлорофилла в фотосинтезе жизненно важна. Хлорофилл, находящийся в хлоропластах растений, представляет собой зеленый пигмент, необходимый растениям для преобразования углекислого газа и воды под действием солнечного света в кислород и глюкозу.
Во время фотосинтеза хлорофилл улавливает солнечные лучи и создает сахаристые углеводы или энергию, что позволяет растению расти.
Понимание хлорофилла и фотосинтеза для детей
Обучение детей процессу фотосинтеза и важности хлорофилла является неотъемлемой частью большинства учебных программ начальной и средней школы. Хотя этот процесс в целом довольно сложен, его можно упростить настолько, чтобы дети младшего возраста могли понять концепцию.
Фотосинтез в растениях можно сравнить с пищеварительной системой в том смысле, что обе они расщепляют жизненно важные элементы для производства энергии, которая используется для питания и роста. Часть этой энергии используется немедленно, а часть сохраняется для последующего использования.
У многих детей младшего возраста может быть неправильное представление о том, что растения поглощают пищу из окружающей среды, поэтому обучение их процессу фотосинтеза жизненно важно для того, чтобы они поняли тот факт, что растения фактически собирают сырье, необходимое для приготовления пищи.
Занятия по фотосинтезу для детей
Практические занятия — лучший способ научить детей тому, как работает процесс фотосинтеза. Продемонстрируйте, как солнце необходимо для фотосинтеза, поместив один росток фасоли в солнечное место, а другой — в темное.
Оба растения следует регулярно поливать. По мере того, как учащиеся будут наблюдать и сравнивать два растения с течением времени, они увидят важность солнечного света.
Бобовое растение на солнце будет расти и процветать, в то время как бобовое растение в темноте станет очень болезненным и коричневым.
Это задание продемонстрирует, что растение не может производить себе пищу в отсутствие солнечного света. Попросите детей в течение нескольких недель рисовать изображения двух растений и делать заметки о своих наблюдениях.
Последнее обновление статьи
Подробнее о Детском саду
Вы нашли это полезным? Поделитесь этим с вашими друзьями!
Вам также может понравиться…
Какова роль хлорофилла A и B?
Обновлено 10 июня 2019 г.
Автор: Лорин Мартин
Вы когда-нибудь задумывались, почему растения зеленые? Цвет обусловлен специальной органической молекулой, обнаруженной в растительных клетках, которая называется хлорофиллом . Хлорофилл поглощает определенные длины волн света и отражает зеленый свет.
Когда этот отраженный свет попадает в ваши глаза, вы воспринимаете растения как зеленые.
Вам может быть интересно, почему хлорофилл поглощает и отражает свет?
TL;DR (слишком длинный; не читал)
Роль хлорофилла заключается в поглощении света для фотосинтеза. Существует два основных типа хлорофилла: A и B. Центральная роль хлорофилла A заключается в том, что он является донором электронов в цепи переноса электронов. Роль хлорофилла B состоит в том, чтобы дать организмам возможность поглощать более высокочастотный синий свет для использования в фотосинтезе.
Что такое хлорофилл?
Хлорофилл представляет собой пигмент или химическое соединение, которое поглощает и отражает определенные длины волн света. Хлорофилл содержится в клетках тилакоидная мембрана органеллы, называемой хлоропластом .
Пигменты, такие как хлорофилл, полезны для растений и других автотрофов , которые представляют собой организмы, которые создают свою энергию путем преобразования световой энергии солнца в химическую энергию.
Основная роль хлорофилла заключается в поглощении световой энергии для использования в процессе, называемом фотосинтезом — процессе, посредством которого растения, водоросли и некоторые бактерии преобразуют световую энергию солнца в химическую энергию.
Свет состоит из пучков энергии, называемых фотонами. Пигменты, такие как хлорофилл, в ходе сложного процесса передают фотоны от пигмента к пигменту, пока не достигают области, называемой реакционным центром . После того, как фотоны достигают реакционного центра, энергия преобразуется в химическую энергию для использования клеткой.
Основным пигментом, используемым организмами для фотосинтеза, является хлорофилл. Существует шесть различных типов хлорофилла, но основными типами являются хлорофилла А9.0060 и хлорофилл B .
Роль хлорофилла A
Первичным пигментом фотосинтеза является хлорофилл A.
Хлорофилл B является вспомогательным пигментом , поскольку он не является необходимым для фотосинтеза. Все организмы, осуществляющие фотосинтез, имеют хлорофилл А, но не все организмы содержат хлорофилл В.
Хлорофилл А поглощает свет в оранжево-красной и фиолетово-синей областях электромагнитного спектра. Хлорофилл А передает энергию реакционному центру и отдает два возбужденных электрона электронтранспортная цепь .
Центральная роль хлорофилла А заключается в качестве первичного донора электронов в цепи переноса электронов. С этого момента энергия солнца в конечном итоге станет химической энергией, которую организм сможет использовать для клеточных процессов.
Роль хлорофилла B
Одно из основных различий между хлорофиллом A и B заключается в цвете поглощаемого ими света. Хлорофилл В поглощает синий свет. Хлорофилл B центральная роль заключается в расширении спектра поглощения организмов.
Таким образом, организмы могут поглощать больше энергии из высокочастотной части спектра синего света. Присутствие хлорофилла В в клетках помогает организмам преобразовывать более широкий спектр солнечной энергии в химическую энергию.
Наличие большего количества хлорофилла В в хлоропластах клеток является адаптивным. Растения, которые получают меньше солнечного света, имеют больше хлорофилла В в своих хлоропластах. Увеличение содержания хлорофилла В является адаптацией к тени, так как позволяет растению поглощать более широкий диапазон длин волн света. Хлорофилл B передает дополнительную энергию, которую он поглощает, хлорофиллу A.
Структурные различия между хлорофиллом А и В
Оба хлорофилла А и В имеют очень сходную структуру. Оба имеют форму головастика из-за гидрофобного хвоста и гидрофильной головы. Головка состоит из порфиринового кольца с магнием в центре. Порфириновое кольцо хлорофилла — это место, где поглощается световая энергия.