Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
B. Кактус, потеряв весь крахмал, не мог бы фиксировать С02, тогда как
С4-растения фиксируют углекислоту и в таком случае. Почему для фиксации
С02 кактусу требуется крахмал, а ^-растениям - нет?
Г. Можете ли вы объяснить, почему указанный выше метод фиксации С02
выгоден для растений кактуса?
88 Глава 7
Рис. 7-12. Опыт по выявлению спектра действия для нитчатых зеленых
водорослей (задача 7-23). Бактерии, обозначенные маленькими
прямоугольничками, в начале опыта были равномерно распределены по
пробирке.
Рис. 7-13. Спектры поглощения и действия (Л) и отношение спектра действия
к спектру поглощения (Б) для водоросли Chlorella (задача 7-24). Спектр
действия показывает выделение 02 при разных длинах волн. Ордината (Б)
дана в произвольных единицах.
Рис
ды,
пер
650
(зад
при
так,
выд
Ультрафиолет Синий Зеленый Желтый Красный Инфракрасный
7-23 Детальное изучение спектров поглощения и спектров действия у
растений привело в конечном итоге к представлению о двух взаимосвязанных
фотосистемах, действующих в хлоропластах. Спектр поглощения
свидетельствует о количестве световой энергии, поглощенной
фотосинтетическими пигментами при разных длинах волн. Спектр действия-это
скорость фотосинтеза (выраженная, например, в количестве выделяемого 02
или фиксируемого С02), зависящая от улавливания фотонов.
Первое измерение спектра действия было сделано, по-видимому, в
1882 г. Т. Энгельманом, использовавшим простое оборудование и остроумный
план эксперимента. Он помещал нитчатые зеленые водоросли в пробирку с
суспензией потребляющих кислород бактерий и сначала давал бактериям
возможность поглотить весь кислород из среды, а затем освещал пробирку
светом, который был пропущен через призму для получения спектра. Через
короткое время Энгельман наблюдал картину, изображенную на рис. 7-12.
Охарактеризуйте спектр действия этой водоросли и объясните, что произошло
в опыте.
7-24 Если бы все пигменты улавливали световую энергию и передавали ее в
фотосистему с одинаковой эффективностью, то спектр поглощения и спектр
действия должны были бы иметь одинаковую форму; однако два спектра
несколько различаются (рис. 7-13, А). Если берут отношение двух спектров
(рис. 7-13, Б), то выявляется сильно выраженное различие при больших
длинах волн-так называемое "красное падение". В 1957 г. Эмерсон
обнаружил, что еслв облучать растение светом, состоящим из более коротких
(650 нм) и более длинных, но менее эффективных для фотосинтеза (700 нм),
длин волн, то скорость выделения 02 становится гораздо б о лег высокой,
чем при использовании света только одной из указанны! выше длин волн.
Этот результат, который наряду с другим! фактами указывает на то, что две
фотосистемы (называемые
Длина волны, нм
Длина волны, нм
Рис. 7-
цитохр рослей в отсу! DCML i диагра
Г НИЖНЯ5
¦ мов.
Преобразование энергии: митохондрии и хлоропласты 89
Рис. 7-14. Хроматические переходы, наблюдаемые при быстром переключении
света с длины волны 650 нм на длину волны 700 нм (задача 7-24).
Интенсивности света при двух длинах волн подобраны так, чтобы во всех
случаях скорость выделения 02 была одинаковой.
Рис. 7-15. Состояние окисления цитохромов после освещения водорослей
светом разных длин волн в отсутствие (А) и в присутствии (Б) DCMU (задача
7-25). Верхняя диаграмма-окисление цитохромов; нижняя-восстановление
цитохромов.
теперь фотосистемой I и
фотосистемой II) взаимодействуют друг с другом, привел к созданию
знакомой Z-схемы фотосинтеза.
Важные данные о том, в каком
порядке две фотосистемы связаны друг с другом, были получены в опытах,
где освещение проводили попеременно источниками света с длинами волн 650
и 700 нм. Как видно из рис. 7-14, переключение освещения с 700 на 650 нм
сопровождалось кратковременной "вспышкой" выделения 02, тогда как
переключение света с длины волны 650 на 700 нм сопровождалось временным
подавлением выделения 02.
Используя свои знания о Z-схеме
фотосинтеза, попытайтесь объяснить, почему происходят эти так называемые
хроматические переходы, и сделайте заключение о том, к какому свету, с
длиной волны 650 или 700 нм, более чувствительна фотосистема II, которая
принимает электроны от Н20.
7-25 Наиболее убедительное раннее
доказательство Z-схемы фотосинтеза было получено в опытах по измерению
состояния окисления цитохромов в водорослях при разных режимах освещения
(рис. 7-15). Освещение светом с длиной волны 680 нм вызывало окисление
цитохромов (линия на графике поднимается вверх); дополнительное освещение
светом с длиной волны 562 нм вызывало восстановление цитохромов (линия на
графике идет вниз);
А
680 562 562 680
680 562 562 680
Время, с
90 Глава 7
R
а
3
Номер вспышки света
Рис. 7-16. Выделение кислорода хлоропластами шпината в ответ на
