Какие пигменты содержаться в хлоропластах

Что такое фотосинтез

Фотосинтез — процесс, при котором в клетках, содержащих хлорофилл, под действием энергии света образуются органические вещества из неорганических. При фотосинтезе растение поглощает углекислый газ и воду, синтезирует органические вещества и выделяет кислород, как побочный продукт фотосинтеза.

Процессы фотосинтеза идут в тканях, содержащих хлоропласты, — преимущественно, в листе, на который приходится большая часть процессов фотосинтеза. Такая ткань называется хлоренхима, или мезофилл.

Строение хлоропластов

Чтобы понять, что происходит в растении при фотосинтезе, изучим подробнее хлоропласты. Хлоропласты — это особые пластиды растительных клеток, в которых происходит фотосинтез. Основные элементы структурной организации хлоропластов высших растений представлены на рис.1.

Рис.1. Строение хлоропласта высших растений.

Хлоропласт — это двумембранный органоид. Внешняя мембрана проницаема для большинства органических и неорганических соединений. Она содержит специальные транспортные белки, благодаря которым нужные для работы хлоропласта пептиды и другие вещества попадают в него из цитоплазмы. Внутренняя мембрана обладает избирательной проницаемостью и способна контролировать, какие именно вещества попадут во внутреннее пространство хлоропласта.

Для хлоропластов характерна сложная система внутренних мембран, позволяющая пространственно организовать фотосинтетический аппарат, упорядочить и разделить реакции фотосинтеза, несовместимые между собой, и их продукты. Мембраны образуют тилакоиды, которые, в свою очередь, собираются в «стопки» — граны. Пространство внутри тилакоидов называется внутритилакоидным пространством, или люменом.

Внутреннее пространство хлоропласта между гранами заполняет строма — гидрофильный слабоструктурированный матрикс. В строме содержатся необходимые для реакций синтеза сахаров ферменты, а также рибосомы, кольцевая молекула ДНК, крахмальные зёрна.

Пигменты хлоропластов

Что происходит во время фотосинтеза? На молекулярном уровне фотосинтез обеспечивают особые вещества — пигменты, благодаря которым энергия солнечного света становится доступной для биологических систем. У фотосинтезирующих организмов можно выделить три основные группы пигментов:

Хлорофиллы:

хлорофилл а — у большинства фотосинтезирующих организмов,
хлорофилл b — у высших растений и зелёных водорослей,
хлорофилл c — у бурых водорослей,
хлорофилл d — у некоторых красных водорослей.

Каротиноиды:

каротины — у всех фотосинтезирующих организмов, кроме прокариот;
ксантофиллы — у всех фотосинтезирующих организмов, кроме прокариот

Фикобилины — красные и синие пигменты красных водорослей.

В хлоропластах пигменты ассоциированы с белками с помощью ионных, водородных и других типов связей. Не стоит забывать, что у растений есть множество других пигментов, находящихся не в хлоропластах и не принимающих участие в фотосинтезе — например, антоцианы.

Хлорофилл

Хлорофиллы выполняют функции поглощения, преобразования и транспорта энергии света. Лучше всего хлорофиллы поглощают свет в синей (430—460 нм) и красной (650—700 нм) областях спектра. Зелёную область спектра хлорофиллы эффективно отражают, что придаёт растению зелёный цвет.

Интересно, что строение молекулы хлорофилла схоже со строением гемоглобина, но центром молекулы хлорофилла является ион магния, а не железа.

Основными хлорофиллами высших растений являются хлорофилл a и хлорофилл b, они входят в состав реакционных центров фотосистем и светособирающих комплексов мембран тилакоидов хлоропластов. Светособирающие комплексы улавливают кванты света и передают энергию к фотосистемам I и II. Фотосистемы — это пигмент-белковые комплексы, играющие ключевую роль в световой фазе фотосинтеза.

Каротиноиды

Каротиноиды — это жёлтые, оранжевые или красные пигменты. В зелёных листьях каротиноиды обычно незаметны из-за наличия в листьях хлорофилла. При разрушении хлорофилла осенью именно каротиноиды придают листьям характерную жёлто-оранжевую окраску.

Функции каротиноидов:

Антенная — входят в состав светособирающих комплексов, улавливают энергию света и передают её на хлорофиллы. Каротиноиды играют роль дополнительных светособирающих пигментов в той части солнечного спектра (450—570 нм), где хлорофиллы малоэффективны. Особенно это важно для водных экосистем, в которых волны оптимальной для хлорофиллов длины быстро исчезают с глубиной.
Защитная функция (антиоксидантная) — обезвреживание агрессивных кислородных соединений (активных форм кислорода) и избытка хлорофилла в возбуждённом состоянии при слишком ярком освещении.

Каротиноиды химически представляют собой 40-углеродную цепь с двумя углеродными кольцами по краям цепи. В строении ксантофиллов, в отличие от каротинов, присутствуют спиртовые, эфирные или альдегидные группы.

‍

Учите биологию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду BIO72020вы получите бесплатный доступ к курсу биологии 7 класса, в котором изучается тема фотосинтеза.

Что происходит в процессе фотосинтеза

Как уже было сказано ранее, в ходе фотосинтеза в хлоропластах под действием солнечного света образуются органические вещества.

Процесс фотосинтеза можно разделить на две фазы:

1. Световая.

2. Темновая.

В ходе световой фазы фотосинтеза образуется энергия в виде АТФ и универсальный донор атома водорода — восстановитель НАДФН (НАДФ·Н2). Эти вещества необходимы для протекания темновой фазы. Также образуется побочный продукт — кислород. Световая фаза может проходить только на мембранах тилакоидов и на свету.

Благодаря сложному биохимическому процессу — циклу Кальвина — в темновую фазу фотосинтеза образуются органические вещества (сахара). Темновая фаза проходит в строме хлоропластов и на свету, и в темноте. Темновые ферментативные процессы протекают медленнее, чем световые, поэтому при очень ярком освещении скорость протекания фотосинтеза будет полностью определяться скоростью темновой фазы. Схемы процессов фотосинтеза представлены на рис.2. Подробное описание процессов смотри далее.

Рис.2. Схема процессов фотосинтеза и суммарное уравнение фотосинтеза.

Световая фаза фотосинтеза

Чтобы лучше понять, что происходит во время фотосинтеза, разберём фазы фотосинтеза. Световая фаза фотосинтеза включает в себя фотохимические и фотофизические процессы, и может быть поделена на три этапа:

Фаза поглощения — энергия света улавливается при помощи светособирающих комплексов, переходит в энергию электронного возбуждения пигментов, передаётся в реакционный центр фотосистем I и II.
Фаза реакционных центров — энергия электронного возбуждения пигментов светособирающих комплексов используется для активации реакционных центров фотосистем. В реакционном центре электрон от возбуждённого хлорофилла передаётся другим компонентам электрон-транспортной цепи, пигмент после отдачи электрона переходит в окисленное состояние и становится способным, в свою очередь, отнимать электроны у других веществ. Именно в этом процессе происходит преобразование физической формы энергии в химическую.
Фаза электрон-транспортной цепи — электроны переносятся по цепи переносчиков, образуются АТФ, НАДФН, O2. Необходимо, чтобы каждый переносчик электрон-транспортной цепи поочерёдно восстанавливался и окислялся, обеспечивая таким образом перенос энергии электронов. Любой этап переноса электрона сопровождается высвобождением или поглощением энергии. Часть энергии теряется. На некоторых участках электрон-транспортной цепи перенос электрона сопряжён с переносом протона.

Для того чтобы понять, что происходит во время фазы фотосинтеза, рассмотрим эти процессы подробнее. Кванты света улавливаются светособирающими комплексами фотосистемы I — молекула хлорофилла в составе светособирающего комплекса переходит в возбуждённое состояние, и энергия передаётся в реакционный центр фотосистемы I. Происходит возбуждение молекул хлорофилла фотосистемы I, отщепляется электрон. Пройдя по цепочке внутренних компонентов фотосистемы I и внешних переносчиков, электрон в конце концов попадает к НАДФ+ — образуется восстановитель НАДФН. Получается, что хлорофилл фотосистемы I отдал электрон и приобрёл положительный заряд, и для дальнейшего функционирования необходимо восстановить нейтральность молекулы, получить электрон, чтобы закрыть «дырку». Этот электрон приходит от фотосистемы II.

На светособирающие комплексы фотосистемы II попадают кванты света — происходит возбуждение молекулы хлорофилла фотосистемы II, молекула хлорофилла отдаёт электрон и переходит в окисленное состояние. Нехватку электрона хлорофилл восполняет благодаря фотолизу воды, при этом образуется протоны H+, а также важный побочный продукт фотосинтеза — кислород. По цепи переносчиков электрон от хлорофилла фотосистемы II попадает к хлорофиллу реакционного центра фотосистемы I и восстанавливает его. Теперь этот хлорофилл может снова поглощать энергию кванта света и отдавать электрон в электрон-транспортную цепь.

Протоны, попадающие во внутритилакоидное пространство, используются для синтеза АТФ. С помощью фермента АТФ-синтазы за счёт градиента протонов образуется АТФ из АДФ и фосфата. Под градиентом понимают неравномерное распределение: во внутритилакоидном пространстве H+ больше, в строме — меньше. Поэтому частицы стремятся проникнуть в строму, переходят в неё через АТФ-синтазу, а в процессе пути сквозь белковый комплекс отдают ему часть энергии, которая и используется для синтеза АТФ.

Темновая фаза фотосинтеза

Что образуется при фотосинтезе в темновую фазу? В строме хлоропластов с помощью энергии АТФ и восстановителя НАДФН, полученных в световую фазу, образуются простые сахара, из которых в ходе других процессов образуется крахмал. Ферментативные процессы не нуждаются в наличии света. Важнейший процесс, происходящий в темновую фазу фотосинтеза, — фиксация углекислого газа воздуха. Синтез и превращения сахаров в хлоропластах имеют циклический характер и носят название цикл Кальвина.

В нём можно выделить три этапа:

Фаза карбоксилирования (введение CO2 в цикл).
Фаза восстановления (используются АТФ и НАДФН, полученные в световую фазу).
Фаза регенерации (превращения сахаров).

В строме хлоропластов находится производное простого пятиуглеродного сахара рибозы. С помощью особого фермента (Рубиско) к производному рибозы присоединяется CO2 (реакция карбоксилирования) — образуется неустойчивое шестиуглеродное соединение, которое быстро распадается на две трехуглеродные молекулы. Дальше, с затратой АТФ и НАДФН, полученных в ходе световых процессов, трехуглеродное соединение модифицируется — образуется восстановленное соединение с атомом фосфора и альдегидной группой в составе. Теперь перед клеткой стоит проблема: необходимо получить шестиуглеродное соединение — глюкозу для синтеза крахмала, а также пятиуглеродное — производное рибозы для того, чтобы эти процессы могли начаться заново. Для решения этих проблем в фазу регенерации из полученных ранее трехуглеродных соединений под действием ферментов образуются четырёх-, пяти-, шести- и семиуглеродные сахара. Из шестиуглеродной молекулы образуется глюкоза, из которой синтезируется крахмал. Из пятиуглеродной молекулы образуется производное рибозы и цикл замыкается. Остальные сахара также используются клеткой в других биохимических процессах.

Отдельно стоит сказать про крайне важный фермент первой фазы цикла Кальвина — рибулозо-1,5-дифосфаткарбоксилазу (Рубиско). Это сложный фермент, состоящий из 16 субъединиц, с молекулярной массой в 8 раз больше, чем у гемоглобина. Является одним из важнейших ферментов в природе, поскольку играет центральную роль в основном механизме поступления неорганического углерода (из CO2) в биологический круговорот. Содержание Рубиско в листьях растений очень велико, он считается самым распространённым ферментом на Земле.

Рис.3. Суммарные уравнения и частные реакции фотосинтеза.

Значение фотосинтеза

В процессе фотосинтеза энергия света заключается в энергию химических связей органических веществ. Поэтому фотосинтез служит первичным источником почти всей энергии, используемой живыми организмами в процессе жизнедеятельности. Практически все живые организмы, за исключением хемосинтетиков, так или иначе пользуются теми продуктами, что выделяются при фотосинтезе.

За счёт фотосинтеза сформировалась и поддерживается пригодная для дыхания атмосфера с высоким содержанием кислорода.

Фиксация углекислого газа в ходе фотосинтеза служит главным местом входа неорганического углерода в биогеохимический цикл. Также ассимиляция CO2 препятствует перегреву Земли, предотвращая парниковый эффект.

Заключение

Каждый год на нашей планете благодаря фотосинтезу производится около 200 миллиардов тонн кислорода, из которого образуется озоновый слой, защищающий от ультрафиолетовой радиации. Фотосинтез помогает поддерживать состав атмосферы и препятствует увеличению количества углекислого газа. Без растений и кислорода, который они выделяют в процессе фотосинтеза, жизнь на нашей планете была бы просто невозможна.

Источник

Фотосинтез протекает при помощи пигментов зеленых листьев. Последние содержат два хлорофилла — а (голубовато-зеленый) и б (желтовато-зеленый) (см. главу Пиррол ) — и две группы каротиноидов — каротины (оранжевые) и ксантофиллы (желтые). Эта система пигментов находится в хлоропластах — частицах удлиненной формы, находящихся в клетках зеленых листьев. Установлено, что лучистая энергия, поглощенная одним пигментом, может быть передана другому пигменту хлоропласта. При облучении хлоропластов светом с длиной волны, поглощаемой исключительно хлорофиллом б, испускаемое излучение (за счет флуоресценции) содержит длины волн, характерные для хлорофилла а, в то время как флуоресценция хлорофилла б уменьшается. Остальные пигменты клетки могут передавать аналогичным образом поглощенную энергию хлорофиллу а. Тем самым расширяется спектральная область, потребляемая в фотосинтезе. Хлорофилл передает поглощенную лучистую энергию химической системе при помощи еще не выясненного механизма. [c.260]

Пигменты хлоропластов относятся к двум основным группам — хлорофиллам и каротиноидам (каротины и ксантофиллы). В нормальных зеленых листьях хлорофилла много больше, чем каротиноидов их соотношение иногда достигает 5 1. [c.257]

Отношение оптических плотностей в зеленом минимуме и красном максимуме кривых поглощения составляет (см. табл. 2) меньше чем 0,01 в чистом хлорофилле а и около 0,05 в эфирном экстракте из листьев ячменя, содержащем все пигменты хлоропластов однако, как видно из табл. 19, это отношение в живых водорослях превышает 0,3,. а в зеленых листьях достигает 0,6. [c.116]

Опыты, выполненные М. С. Цветом, позволили ему не только разделить смесь растительных пигментов (хлоропластов) на отдельные компоненты, но и сформулировать ряд важных теоретических положений, объясняющих причины разделения смесей некоторых веществ при помощи хроматографии. М. С. Цвет показал, что вещества, растворенные в определенной жидкости, при прохождении через колонку, заполненную адсорбентом, образуют адсорбционный ряд, выражающий относительное адсорбционное сродство членов этого ряда к адсорбенту. Согласно закону адсорбционного замещения, сформулированному М. С. Цветом, каждый член адсорбционного ряда, обладающий большим адсорбционным сродством, чем последующий, вытесняет его из адсорбента и, в свою очередь, вытесняется предыдущим. Таким образом, распределение веществ в колонке на зоны выражает относительное положение этих соединений в адсорбционном ряду. [c.31]

Проведенные после Блэкмана многочисленные наблюдения показывают, что при благоприятных условиях температурный коэффициент (Сю) процесса фотосинтеза достигает нередко 2 и выше 2. Существование в цепи процессов фотосинтеза чисто химических звеньев и является причиной того, что низкие температуры снижают фотосинтетическую активность растения даже в условиях интенсивного освещения. Крайне неустойчив фотосинтез и по отношению к веществам, ингибирующим дыхание (эфир, фенилуретан, цианиды), причем полное подавление фотосинтеза имеет место при применении ядов в таких концентрациях, которые не только не оказывают влияния на пигменты хлоропластов, но оставляют нетронутым и дыхание тех же листьев. [c.141]

Направляя на зеленый лист монохроматический свет различной длины волны, полученный с помощью светофильтра, призмы или дифракционной решетки, и измеряя скорость фотосинтеза, соответствующую каждой длине волны, можно убедиться в том, что свет в синей ( 420 нм) и красной ( 670 нм) областях спектра обеспечивает наибольшую эффективность фотосинтеза, а свет в зеленой 500—600 нм) области—г наименьшую (рис. 4.7). Такой спектр действия (зависимость относительной эффективности процесса от длины волны) можно объяснить, исходя из спектра поглощения хлорофилла, главного пигмента хлоропластов. Экстрагированный из листьев хлорофилл интен- [c.114]

Пигменты хлоропластов. В процессе фотосинтеза происходит поглощение света пигментами, сосредоточенными в хлоропластах. Пигменты зеленых растений играют важную роль в превращении лучистой энергии света в химическую. У авто-трофных растений уменьшение количества пигментов приводит [c.157]

Участие пигментов хлоропластов в процессах жизнедеятельности растения [c.159]

В процессе фотосинтеза происходит поглощение световой энергии пигментами хлоропласта и ее превращение в химическую. Поглощенная энергия передается на реакционные центры. Минимальное число молекул хлорофилла с вспомогательными пигментами, обслуживающими реакционный центр, называется фотосинтетической единицей. Такая единица содержит у растений 250—400 молекул хлорофилла, вмонтированных в белково-липоидную мембрану. [c.127]

Большая часть белков листьев локализована в хлоропластах и представляет собой белок фракции I, который участвует в фиксации СО2 (цикл Кальвина). Пигменты хлоропластов представляют собой хромопротеиды, а многие другие белки, специфичные для хлоропластов, являются ферментами, которые катализируют реакции, протекающие только в хлоропластах. Белки (главным образом ферменты) присутствуют и в других органеллах и в цитоплазме клеток листа. [c.44]

Разделение и хроматография пигментов хлоропластов [c.122]

Циклические каротиноиды могут иметь эпоксигруппы при С-5,6, например в пигменте хлоропластов, виолаксантине [5,6, 5, 6 -диэпокси-5,6, 5,6 -тетрагидро-р,р-каротин-3,3 -диол (2.8)]. [c.38]

Пигменты хлоропластов служат исключительно переносчиками энергии (фотохимические сенсибилизаторы) для осуществления эндэргонного разложения воды. [c.261]

Хлоропласты у разных растений имеют самую разнообразную форму, но, как правило, они гораздо крупнее митохондрий (рис. 23-6). Снаружи хлоропласты окружены непрерывной довольно хрупкой наружной мембраной. Внутренняя мембранная система ограничивает собой внутренний компартмент хлоропласта. В нем находится много плоских мембранных мешочков, или пузырьков, часто связанных с внутренней мембраной. Это так называемые тилакоиды они обычно собраны в стопки, называемые гранами (рис. 23-6). В тилакоидных мембранах содержатся все фотосинтетиче-ские пигменты хлоропласта и все ферменты, необходимые для первичных световых реакций. Большинство ферментов, участвующих в темновых реакциях, в которых СОа восстанавливается до глюкозы, находится в жидкости, заполняющей внутренний компартмент хлоропласта и окружающей тилакоиды ее называют стромой. У многих видов темновые реакции протекают также и [c.687]

A. Н. Теренина, А. А. Ерасновского, Т. Н. Годнева, А. А. Табенц-кого, Н. М. Сисакяна, О. П. Осиповой дали материалы решающего значения для познания природы пигментов хлоропластов, их оптических свойств, состояния в растениях, механизма участия в процессе фотосинтеза, химизма образования хлорофилла . [c.12]

Когда листья помещают в эфир, или охлаждают жидким воздухом,, или кипятят в воде, полоса поглощения смещается к положению, соответствующему истинному раствору это указывает на вероятное разложение белково-хлорофильного комплекса (Вильштеттер и Штоль [119] Зейбольд и Эгле [156]). В убитых таким способом листьях хлорофилл гораздо чувствительнее к кислороду и кислотам, чем до убивания. Таким образом, представ-вдется вероятным, что хлорофилл и другие пигменты хлоропластов связаны в живой клетке с клеточными белками, а также с некоторыми липофильными соединениями. Возникает вопрос, осуществляется ли эта связь в стехио-метрическом отношении и затрагивает ли она в равной мере весь хлорофилл, содержащийся в клетке [c.386]

Если определено полное поглощение света в листе, слоевище или суспензии клеток, то возникает вопрос, какая же часть этого поглощения приходится на долю пигментов, находящихся в хлоропластах. Многие авторы (начиная с Рейнке в 1886 г. [6]) допускали, что определенная часть поглощения белого света в растениях приходится на долю бесцветных частей тканей — цитоплазмы, клеточного сока, зерен крахмала и целлюлозы. Зейбольд произвольно отнес /g часть полного поглощения на долю поглощения этих компонентов и % приписал пигментам хлоропластов. Кривая поглощения бесцветного листа герани, данная Зейбольдом и Вейссвейлером [43], показывает значительное поглощение вблизи сине-фиолетового конца видимого спектра. Несомненно, что истинно бесцветные вещества не могут поглощать видимый свет. Однако растительные клетки содержат окрашенные вещества, связанные с оболочками клеток или с клеточным соком, а не с пластидами к ним относятся флавоны, таннины и т. п. Некоторые из этих веществ слабо окрашены и обычно имеют желтый цвет, другие, хотя и имеют интенсивную окраску, присутствуют в очень малых концентрациях по сравнению с пигментами пластид. У некоторых видов, однако, флавоны и антоцианины присутствуют в таком количестве, что придают листьям яркокрасный цвет (листья красных разновидностей и молодые листья многих растений весаой). Цвет этих листьев свидетельствует о том, что значительная часть поглощенной ими световой энергии приходится на долю непластидных пигментов. [c.92]

Необходимо учитывать, что усвоение углекислого газа является лишь одним из процессов, в ходе которых происходит запасание энергии света, поглощенного пигментами хлоропластов. Прямим доказательством этого является зарегистрированное с помощью высокочувствительных фотомикрокалориметров нарушение между величиной запасаемой энерши и интенсивностью выделения Ог в процессе фотосинтеза у хлореллы, вызванное изменением спектрального состава света (Белл, 1965) или температуры (Петров, Кайбияйнен, 1%9). [c.256]

В квантосомах ликаишзованы все пигменты хлоропластов. Соотношение пигментов и хинонов примерно такое же, как в хлоро- [c.103]

Пигменты хлоропластов хлорофиллы, цитохромы и каротиноиды в природном состоянии, очевидно, не являются свободными, но связаны с протеинами и липопротеинами. Фрей-Вислинг и Штейнман (1957) установили, что па хороших электронных микрофотографиях ламеллы могут рассматриваться как состоящие из сферических частиц около 65 А в диаметре и что эти частицы представляют собой макромолекулы протеинов и [c.308]

Установленная в данной работе малая инер-ционность процессов высвобождения и исчезновения подвижных электронных вакансий (положительных дырок) в пленках хлорофилла, хлорофиллида и пигментов хлоропластов показывает, что мы имеем дело с первичным процессом. После первоначального захвата электрона от возбужденной молекулы ловушками, имеющимися даже в ненарушенном кристалле пигмента, происходит эстафетный обмен электроном между нижними — основными (синглетными) уровнями молекул [И, 27, 29]. В этой картине явления мы следуем представлениям, развитым Лайонсом для дырочной фотопроводимости кристаллов антрацена [30]. [c.280]

Высоконенасыщенные тетратерпены, обнаруженные в высших растениях, грибах, фотосинтезирующих бактериях и водорослях, обычно входят в состав сложных смесей фотосинтезирующих лигментов. Эти так называемые Пигменты хлоропластов представляют собой интенсивно окрашенные соединения, что и послужило главной причиной их выбора в качестве объектов на которых впервые был продемонстрирован принцип хроматографического разделения Фракционирование терпенов этой группы проводилось на самых разнообразных сорбентах, в том числе и таких достаточно распространенных, как силикагель, оксид алюминия, карбонаты цинка и кальция, оксид магния, гидроксид кальция, целлюлоза и сахароза. Элюентами обычно слуЯсили смеси углеводородов, содержащие более полярный растворитель, -например диэтиловый эфир, ацетон, метанол или пропанол. [c.248]

Большие успехи достигнуты в области использования ВЭЖХ для разделения пигментов хлоропластов и других растительных пигментов (см. также ч. 2, гл. 10). Благодаря высокой скорости эксперимента и хорошей воспроизводимости результатов ВЭЖХ почти вытеснила другие методы хроматографии. При разделении на колонках с мелкодисперсным силикагелем [353 элюентом обычно служит гексан, содержащий пропанол-1 [354 или пропанол-2 [355]. С помощью хроматографии на колонке с ц-партисилом 10 в системе легкий петролейный эфир— аце-тон — диметилсульфоксид — диэтиламин (300 93 6 1) можно [c.248]

Хайфлосуперцел нашел применение и в тонкослойной хроматографии. Смесь этого сорбента с оксидом магния и сульфатом кальция образует прочные слои, элюирование на которых можно проводить с высокой скоростью. Разделение неполярных каротинов на таких слоях протекает с хорошим разрешением [369]. На таких слоях можно, например, за один прием разделить все каротиноиды моркови. Хроматографический анализ пигментов хлоропластов перца apsi um включает две стадии сначала на пластинках с целлюлозой разделяют хлорофиллы и ксантофиллы, а затем смесь каротинов хроматографируют на тонком слое оксида магния и хайфлосуперцела [370]. На слоях из оксида магния элюирование можно вести легким петролейным эфиром. ТСХ на этом сорбенте в сочетании с УФ-детектиро-ванием составляет основу метода количественного определения а- и р-каротинов в биомассе [371]. Для обнаружения небольших количеств р-каротина предложен метод хроматографии в тонком слое, сформированном из смеси карбоната кальция, оксида магния и гидроксида кальция, в системе ацетон — легкий петролейный эфир — хлороформ (5 5 4) [372]. Проведен сравнительный анализ эффективности разделения главных пигментов на слоях из кукурузного крахмала, целлюлозы и микрокристаллической целлюлозы. В системе гептан — этилацетат — пропанол полное разделение было достигнуто на слоях из крахмала [373]. [c.251]

Растительные пигменты хроматографируют также в тонком слое силикагеля [374], однако этот сорбент, по-видимому, более подходит для выделения всей группы пигментов хлоропластов, чем для их разделения на индивидуальные компоненты. Так, например, на силикагеле, содержаш,ем 10% сульфата аммония, можно лишь отделить каротины и феофитины от хлорофиллов, а разделить каротины практически не удается. Используя высокоскоростной видеоденситометр, аналогичный применяемому в тех аминокислот, можно оценивать количество вещества в каждом хроматографическом пятне, причем результаты такого анализа близки к полученным обычными спектрометрическими методами. Проводя элюирование смесями грет-бутанол — бензол (1 9) и грег-бутанол — пентан — ацетон (1 18 1), авторам работы [377] удалось быстро и достаточно легко отделить хлорофиллы и их производные от желтых каротиноидных пигментов. В системе дихлорметан — этилацетат — диэтиловый эфир (8 2 1) была полностью разделена смесь зеаксантина, лютеина и диэфира лютеина [377]. Индивидуальные компоненты элюировали с силикагеля этанолом и определяли их фотометрически. Хроматографическая подвижность астаксантина и кантак- [c.251]

Интересной модификацией метода ТСХ является обращенно-фазовая ТСХ [379]. На химически связанной фазе is (ODS) в системе метанол — ацетон — вода (20 4 3) была разделена смесь пигментов хлоропластов шпината, содержащая неоксантин, хлорофиллы аиЬ, каротин, виолаксантин и лютеины. Этим же методом были разделены каротиноиды цитрусовых [380]. [c.253]

Согласно современным представлениям, в тилакоид-ных мембранах локализованы все фотосиитетические пигменты хлоропласта и ферменты, необходимые для осуществления световых реакций фотосинтеза. В строме содержатся ферменты, участвующие в темновых превращениях диоксида углерода. Таким образом, сложная и тонкая структура хлоропласта обеспечивает пространственное разделение отдельных реакций а тем самым и эффективный ход фотосинтеза в целом. Образующиеся в пластидах продукты ассимиляции траиспор- [c.74]

При обработке мембран тилакоидов детергентами можно перевести в раствор те белки, которые обычно тесно связаны с мембранами. Растворенные таким образом компоненты можно разделить по их молекулярным массам, используя, например, электрофорез в полиакриламидном геле. Полосы, соответствующие отдельным белковым компонентам, проявятся после обработки геля специальными красителями. Наряду с этим можно получать мутантов растений и водорослей, не имеющих специфических белков или пигментов хлоропластов и вместе с тем утративших какие-либо характерные функции или фотосинтетическую активность в целом. Сравнивая набор компонентов, обнаруживаемых в геле после электрофореза белков из мутантов и из организмов дикого типа, можно установить зависимость между определенной функцией и тем или иным компонентом, например белком или пигмент-белковым комплексом. Таким образом были разделены и предварительно охарактеризованы связанный с реакционным центром фотосистемы I комплекс Руоо—хлорофилл а—белок связанный с реакционным центром фотосистемы II комплекс светособирающий хлорофилл а/Ь — белок железо-серные белки, связанные с мембраной цитохром / АТРаза, или сопрягающий фактор, и другие компоненты мембран тилакоидов (см. рис. 8. 1). [c.66]

Источник