Se speră că studiile care utilizează un microscop electronic și studierea proprietăților optice ale plastidelor (birefringența, dicroismul etc.) pot pune în lumină distribuția moleculelor în aceste organisme. În anticiparea acestor studii, toate estimările privind contribuția relativă a pigmenților individuali la absorbția luminii de către plante ar trebui să se bazeze pe ipoteza unei compoziții proporționale identice a amestecului de pigment în fiecare punct al celulei sau țesutului. [C.127]
Sistemele de membrană din cloroplast constau dintr-o serie de pungi aplatizate, care sunt stratificate împreună pentru a forma o așa numită granule (Figura 8.8). Electronii pot fi direcționați dintr-o parte a membranei către altul, astfel încât oxigenul să fie eliberat în interior, iar procesul de recuperare are loc din exterior. Numărul de molecule de clorofil în fiecare cloroplast depinde în mod direct de dimensiunea suprafeței membranei și este de aproximativ 10 molecule de clorofil per cloroplast. Se pare că moleculele de pigmenți (predominant clorofila) trebuie distribuite ca monostraturi pe suprafața membranei. creând suprafața maximă a pigmentului pentru a absorbi lumina și a transfera energia către anumite zone ale membranei. Experimentele cu iluminare pulsată au arătat că viteza de eliberare a oxigenului în plante crește odată cu creșterea intensității luminoase până la o anumită limită. Excizia uneia din fiecare 300 de molecule ale pigmentului. Cu toate acestea, acest rezultat nu înseamnă că alte molecule de pigment sunt întotdeauna inactive, deoarece randamentele cuantice. măsurată la nivel scăzut [c.232]
Absorbția luminii de către plante și actul de asimilare nu coincid în timp, astfel că plantele sunt capabile să asimileze carbonul pentru un timp în întuneric total, dacă numai înaintea livrării dioxidului de carbon le-ar fi în lumină. [C.554]
În plantele superioare, fotosinteza are loc cu cea mai mare eficiență atunci când lumina este absorbită de clorofila a. Rolul clorofilei b, carotenoizii și alți pigmenți însoțitori nu este complet clar. Clorofila a este singurul pigment comun tuturor organismelor fotosintetice. Prin urmare, să presupunem că numai capabil de a fi o clorofilă și energia donator direct pentru reacția de fotosinteză, și toate celelalte pigmenți transmit energia absorbită de acestea și clorofilă. Această ipoteză este în concordanță cu spectrul de acțiune pentru fotosinteză și cu observația că co-pigmenți poate sensibiliza fluorescență [c.258]
În prima etapă de hidrogenare, porfirinele satură o legătură Cp-Cp cu hidrogen și se transformă în cloruri. Pentru clorine, spre deosebire de ESP de porfirine cu o absorbție relativ slabă a cuantitelor de lumină în partea roșie a spectrului, există o bandă intensă în regiunea de 660-720 nm. Este cu această proprietate că clorofila (a) de plante verzi este clor, și nu porfin. Structura sa de clor asigură o absorbție extrem de puternică a luminii în partea roșie a spectrului vizibil și asigură fotosinteza cu energia solară chiar și în cele mai nefavorabile condiții naturale. [C.688]
Fototropismul este o creștere indusă de lumină sau formarea îndoirilor în plante și ciuperci, care se întâlnesc de obicei în direcția sursei de lumină (fototropism pozitiv) și, uneori, de asemenea (fototropism negativ). Evident, chiar și în acest caz, lumina absoarbe pigmentul fotoreceptorului. Spectrul de acțiune. determinate pentru numeroase reacții fototropice, au maxime la 450-460 nm și seamănă foarte mult cu spectrele de absorbție ale p-carotenului (11,2) și riboflavinei (IZ). După discuții îndelungate, sa constatat că riboflavina este într-o mai mare măsură. decât p-caroten, îndeplinește cerințele pigmentului fotoreceptor. și aproape sigur este folosit ca o componentă fotoreceptor. [C.376]
În legătură cu vitezele rapide de sinteză a compușilor organici care conțin fosfor în rădăcini și necesitatea unui aflux de asimilate din frunze, rolul pozitiv al luminii în absorbția de fosfați de către plante din mediul extern devine ușor de înțeles. observate în mod repetat de diverși cercetători. Fără îndoială, un efect favorabil asupra acestui proces este asigurat de alți factori ai creșterii culturilor, de temperatura optimă. umiditatea aerului și a solului, aerarea suficientă a acestuia din urmă și așa mai departe, într-un cuvânt, tot ceea ce determină activitatea vitală normală a organismului. [C.236]
Deși multe aspecte ale fotosintezei nu a fost încă pe deplin elucidat, nu există nici o îndoială că procesul primar este o excitație a clorofilă plantelor verzi de pigment (Fig. 18-1) datorită absorbției energiei luminii emergente, astfel activate clorofilă moleculele consumate oxidarea apei la oxigen și recuperarea dioxidului de carbon. Natura dioxidului de carbon primar, produsul de reducere nu a fost stabilită cu certitudine, dar este aparent foarte aproape de acid O-gliceric (vezi. De asemenea, Sec. 28-9A). [C.6]
Țesutul verde plantelor datorați lor pigment clorofila culoare fotosintetice, care se găsește în concentrații mari în cloroplaste, Stach. Absorbția luminii prin clorofilă declanșează procesele de transfer de electroni în cloroplaste. care implică un transfer de protoni prin membrana tilacoidă și, în consecință, cu stocare a energiei într-o formă utilizabilă biologic (sub formă de molecule ATP) și echivalenții reducători (ca NADPH). ATP astfel obținute și harnașament sunt la rândul lor, utilizate pentru transformarea cloroplastelor zahăr CO2 (vezi. Cap. 9). În acest caz, activitatea sintetică a cloroplastelor este că țesutul fotosintetic permite să exporte cantități mari de materii organice în toate celelalte părți ale plantei. Aceste substanțe sunt reprezentate în principal zaharoză dizaharidă, tuburi de sită de umplere, astfel lichide (floem sevă), de obicei, conține de la 10 la 25% zaharoză [c.178]
Trebuie remarcat faptul că soluțiile de clorofilă emit intarziata fluorescenta ambelor tipuri - E și F [114] Primele stăpîni la viteze mici de absorbție a luminii în solvenții vîscoase (propilen glicol), al doilea - la viteze mari într-un solvent mai puțin vâscoase (etanol). Este de asemenea interesant faptul că fluorescența întârziată photoexcited (probabil clorofilă a) emise de frunze de multe plante [229] care trăiesc. Parker și Joyce [229] Se crede că acest tip întârziat fluorescență moleculelor E clorofila. situate în acele centre de unități fotosintetice. în care reacțiile cu substratul sunt dificile. [C.309]
Recent, sa arătat că lumina absorbită de carotenoide poate fi utilizată integral sau parțial pentru fotosinteză, probabil prin transferarea energiei de excitație la clorofilă. Cu toate acestea, este puțin probabil ca această funcție suplimentară a carotenoidelor să ofere o explicație completă a răspândirii omniprezente în toate celulele fotosintetice. deoarece pentru multe dintre ele, în special celulele verzi ale plantelor superioare, fracția carotenoidelor în absorbția totală a luminii este nesemnificativă. [C.480]
Absorbția relativ slabă a luminii albastru-violet de către plante devine și mai puțin de înțeles dacă ne amintim că pigmenții galbeni solubili în apă prezenți în frunze ar trebui să sporească absorbția în această regiune. [C.126]
Orice absorbție a luminii de către plantele sau organele clorofile ale acestor plante la lungimi de undă mai mari de 550 mc poate fi atribuită clorofilei. Excepțiile sunt algele roșii și albastre. ale căror phycobiline absorb până la 650 sau 700 mc (vezi figurile 46 și 47) și bacteriile purpurii. conținând carotenoide cu un maxim de absorbție la 550-570 mc (vezi figura 74 și tabelul 11). [C.128]
In toate experimentele exacte cu privire la absorbția de către plante de lumină nu poate fi evitată măsurarea trei cantități / T și Determinarea T și poate fi efectuată fie prin intermediul unor dispozitive integrate, colectarea luminii reflectate și transmise, fie prin intermediul unor metode goniophotometric diferențiale, adică. E., Prin determinarea imprastierea ca funcție unghi între fascicul incident și împrăștiat. [C.254]
În ciuda faptului că nu are nici o legătură directă cu transportul de fier și oxigen, trebuie menționat de la primirea modelelor biomimetice sintetice speciale pereche bacterioclorofilă și [247], deoarece în procesul de fotosinteză în timpul absorbției inițiale a centrului de reacție a luminii de asociati clorofilei moleculare a plantelor verzi și bacterii fotosintetice . aparent, există o oxidare a moleculelor de pereche speciale de clorofilă. Derivați dimetici ai clorofilei. prezentat în Fig. 6.6, în care macrociclurile p-firine sunt legate printr-o legătură covalentă simplă. prezintă anumite proprietăți fotochimice care modelează clorofila asociată specifică in vivo. [C.373]
Determinarea absorbției luminii în soluție sau în alte medii omogene este o operație bine cunoscută, ale cărei rezultate permit o simplă, bazată pe interpretarea legii Beer și exprimate în coeficienți de absorbție moleculară. denumite și coeficienți de extincție (încercările de a da un înțeles diferit acestor termeni nu au fost de succes în practică). Determinarea experimentală a capacității de absorbție a instalației este mai puțin simplă, și de multe ori semnificația exactă a rezultatelor este problematică. Măsurători ale energiei luminoase absorbite de frunze. alge marine sau suspensii de celule sunt complicate de imprastiere, care are nu numai Mestr tesut, dar chiar și în suspensii de celule unice, deoarece dimensiunile celulei (10 cm) mai mare decât lungimea de undă a luminii vizibile (5- 10 cm). Exprimarea rezultatelor în termeni de pigmenți de absorbție constante este complicată, nu numai prin difuzia luminii la limitele de fază, dar distribuția neuniformă a pigmenților în celule și țesuturi, precum deplasarea și deformarea benzilor de absorbție datorită adsorbției și formarea de complexe. Să măsuram, de exemplu, energia / un fascicul de lumină. care se încadrează pe site-ul plantelor (Tallus frunze sau celule în suspensie), iar energia fasciculului D emise de obiect, având grijă să se asigure că rezuma fasciculul iese în toate direcțiile, luând în considerare nu numai lumina care trece înainte (D), dar, de asemenea, reflectat înapoi (/), acest lucru va evita erorile brute pe care le poate face împrăștierea. [C.81]
Distribuția de lumină între clorofile și carotenoide galbene de plante verzi în regiunea de sub 550 mc a fost discutată în mod repetat. Prima evaluare a fost dată de Warburg și Neghelein [106]. În calculele sale privind randamentul cuantic al fotosintezei. care lucrează cu spectrele extractelor (vezi capitolul XXIX), au constatat că carotenoizii hlorella reprezintă 30% din lumina absorbită totală în regiunea de 436 m / s. [C.130]
În acest fel. inhomogenitatea nu poate fi evitată, chiar prin utilizarea de suspensii de celule diluate. în care iluminarea este aceeași pentru toate celulele, dar nu pentru toate moleculele de clorofilă. În suspensiile mai dense, este posibil să se realizeze doar o iluminare constantă a tuturor celulelor și apoi numai cu agitare foarte puternică. În talli de alge multicelulare sau în frunzele plantelor superioare, disparitatea în ratele de absorbție a luminii în celule diferite nu poate fi luată în considerare deloc. De exemplu, absorbția în celule a parenchimului spongios în toate circumstanțele este mult mai slabă decât în celulele palisade (Figura 136). În acest fel. pe curbele reprezentând viteza de fotosinteză (P) în funcție de concentrația dioxidului de carbon sau a intensității luminii. abscisele sunt valori medii. media pentru una sau [c.276]
Dacă concentrația dioxidului de carbon nu este prea scăzută, compensarea are loc în porțiunea liniară a curbei de lumină. unde panta acestuia din urmă este determinată de randamentul cuantumului maxim al fotosintezei și de intensitatea absorbției luminii. adică densitatea optică a eșantionului. Este posibil (a se vedea capitolul XXIX) că randamentul maxim quantum este aproximativ același pentru toate speciile de plante. cel puțin. dacă toate celulele sunt pe deplin active, ceea ce nu este întotdeauna cazul, cum ar fi, de exemplu, în culturile vechi. Diferența dintre punctele de compensare. Prin urmare, rezultatele obținute în aceste condiții ar trebui, prin urmare, să depindă în principal. sau exclusiv, de la doi factori ai intensității respirației și densitatea optică a probei de testare. [C.407]
Această viziune a fost de asemenea susținută de unii fizicieni. de exemplu, Jamen, Becquerel și, în special, Lommel [6, 7]. Acesta din urmă a indicat principiul de bază al fotochimiei. cunoscută sub numele de legea lui Herschel (doar lumina absorbită produce o acțiune fotochimică), necesită ca maximul spectral al eficienței fotosintetice să coincidă cu maximul de absorbție al pigmentului sensibilizant. Timiryazev [4, 9], Mueller [8], Engelman [15] și Reinke [17] au oferit dovezi experimentale privind existența unui astfel de sistem. coincidență, arătând că eficiența fotosintezei plantelor verzi scade continuu în spectru de la roșu, prin galben la lumină verde. paralel cu o scădere a capacității de absorbție a clorofilei. Greșeala lui Draper. Saks și Pfeffer Timiryazev au explicat că au folosit spectral nu lumină pură. Timiryazev însuși a folosit lumină, izolată cu un monochromator cu o fâșie îngustă. și, pentru a compensa intensitatea scăzută a iluminării, au aplicat metode microanalitice. Engelman credea că această eroare ar putea fi rezultatul lucrului cu frunze sau talzi groși, absorbind aproape complet lumina, chiar și la minimum între benzile de absorbție a clorofilei. A lucrat cu obiecte de plante microscopice. folosind bacterii mobile pentru detectarea și determinarea oxigenului. [C.581]
În ceea ce privește KA Timiryazev, declarația lui Rabinovici nu corespunde realității. În prelegere, rolul cosmic al plantei, KA Timiryazev, tratează în detaliu problema celui de-al doilea maxim de absorbție a luminii și fotosinteză și o rezolvă într-un sens pozitiv. citând în dovadă curbele spectrului de acțiune și varianta amilogramei obținute în contrast cu cele precedente prin egalizarea intensității luminii în regiunile roșu și albastru. - Notă. Ed. [C.581]