Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Конев С.В. -> "Фотобиология" -> 23

Фотобиология - Конев С.В.

Конев С.В., Волотовский И.Д. Фотобиология — Мн.: БГУ, 1979. — 385 c.
Скачать (прямая ссылка): fotobiologiya1979.djvu
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 144 >> Следующая

(аскорбиновая кислота) с образованием розовой формы пигмента с максимумом
поглощения при 525 нм. В настоящее время считается общепризнанным, что
первичная фотохимическая реакция фотосинтеза - это обратимое
окислительно-восстановительное превращение хлорофилла. Квантовый выход
реакции фотовосстановления хлорофилла составляет 2* 10~2 в этанол-водно-
пиридино-вых и 7 • 10~2 в водно-пиридиновых растворах. Реакция
Красновского протекает в несколько стадий:
Хл-Ь hv ->¦ Хл*;
Хл* + е -> ¦ Хл~~ (анион-радикал хлорофилла);
¦ Хл- + Н+ ->• ¦ ХлН (полувосстановленная форма);
¦ ХлН ф- Н~Т -> ХлН2 (восстановленная "красная" форма).
В присутствии кислорода и других окислителей происходит обратная реакция,
в результате которой восстанавливается исходная зеленая окраска раствора:
2ХлН2 + 02 2Хл + 2Н20.
В анион-радикале электрон делокализован по орбитам системы сопряженных
связей хромофорного ядра. Два атома водорода могут присоединяться к
хлорофиллу, по-
6. Фотохимические стадии фотосинтеза
63
видимому, различными способами в зависимости от условий среды, о чем
свидетельствует выявление нескольких форм ХлН2, различающихся по спектрам
поглощения и флуоресценции. Донорами электронов и протонов, кроме
аскорбиновой кислоты, могут служить следующие соединения: фенилгидразин,
цистеин, N-бензилникотин-амид, НАДН2, цитохром с; акцепторами, кроме
кислорода,- различные азокрасители и хиноны, рибофлавин, НАД, НАДФ,
виологены и другие вещества.
Реакция обратимого фотовосстановления характерна не только для хлорофилла
а, но и для других хлорофиллов и родственных им соединений (хлорофиллы
бис, бак-териохлорофиллы а и б, феофитины а и б, протохлорофиллы,
различные порфирины). Она не наблюдается для фикоэритрина и фикоцианина.
В дальнейшем было установлено, что хлорофилл способен и к реакции
обратимого фотоокисления в присутствии акцепторов электрона в спиртовых
растворах. Такая реакция протекает, например, в присутствии n-хинона в
вязких средах при температуре - 70°С. В противоположность деструктивному
окислению хлорофилла на интенсивном свету в данном случае добавление
восстановителей сопровождается частичной регенерацией исходного пигмента.
Начальные стадии фотоокисления описываются следующей схемой:
Хл + hv -* Хл*;
Хл* - е -"¦ ¦ Хл+ (катион-радикал хлорофилла).
Чрезвычайно важно, что способность хлорофилла в возбужденном состоянии
воспринимать или отдавать электрон обеспечивает его перенос против
термодинамического потенциала в тройной молекулярной системе акцептор -
хлорофилл - донор, т. е. энергия кванта света с помощью хлорофилла как
посредника расходуется и запасается при подъеме электрона с более
"низкого" энергетического уровня у донора на более "высокий" у акцептора.
Работа хлорофилла как "электронного насоса" доказывается на
многочисленных модельных системах. Эффект сенсибилизированного
"восходящего" транспорта электрона наблюдается независимо от того,
начинается этот процесс с фотовосстановления хлорофилла
4
Глава IV. Фотосинтез
(возбужденный хлорофилл воспринимает электрон от донора на основной
уровень, ранее занимаемый "возбудившимся" фотоэлектроном, а затем
"возбужденный" электрон передается акцептору) или с его фотоокисления
("возбужденный" электрон хлорофилла отдается акцептору, затем электрон
донора переходит на основной уровень хлорофилла). Указанные
взаимоотношения могут быть проиллюстрированы схемой В. Б. Евстигнеева
(рис. 14).
6 -4-
а
SL. п
т
1(2)
Рис. 14. Фотоперенос электрона в тройной системе хлорофилл - окислитель -
восстановитель (Евстигнеев В. Б., 1966):
а, б -основной и возбужденный электронные уровни хлорофилла; О, В -
электронные уровни окислителя и восстановителя (/ - до освещения, // -
после поглощения кванта света пигментом, III - после переходов
электрона); индексы 1 (2) и 2 (1) указывают иа временную
последовательность переходов электрона, при которой хлорофилл окисляется
и восстанавливается соответственно
Что будет первичным - восстановление или окисление хлорофилла,
определяется природой среды и окислительно-восстановительными свойствами
акцепторов и доноров электронов. Действительно, в зависимости от условий
кислотно-основного равновесия (pH) в тройной системе преобладают то
электронно-донорные, то электронно-акцепторные свойства хлорофилла.
Именно благодаря способности к реакции обратимого окисления-
восстановления хлорофилл может выполнять функции энергетического
фотокатализатора при фотосинтезе, способствуя первичному запасанию
энергии света в виде восстановленных интермедиатов.
Хотя бесспорных доказательств протекания реакции обратимого
фотовосстановления - фотоокисления самого хлорофилла непосредственно в
фотосинтезирующих организмах пока не получено, с этой реакцией могут быть
связаны быстрые, обратимые изменения спектров поглощения пигментов,
например, в полосе поглощения 890 нм
6. Фотохимические стадии фотосинтеза
65
одной из форм бактериохлорофилла и в полосе поглощения 680 нм хлорофилла
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed