химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

лотивших свет молекул на реакционные центры.

в. Первичное разделение зарядов разного знака.

г. Стабилизация новых носителей энергии во времени для

сопряжения с последующими химическими стадиями.

Первая группа явлений хорошо изучена и описана выше. Обратимся теперь к миграции энергии в фотосинтетической системе. В работах Дейзенса [76] и других авторов было показано, что миграция энергии в этой системе действительно существует и происходит по резонансному механизму. В принципе возможны четыре различных механизма миграции [75]. При полупроводниковом механизме возбуждение молекулы светом переводит электрон в зону проводимости, после чего образовавшаяся пара разноименных зарядов (электрон и дырка) перемещается в упорядоченной молекулярной системе, в молекулярном кристалле. Однако в хлоропластах молекулярных кристаллов нет, строгий порядок присущ лишь относительно малым ансамблям молекул хлорофилла. Поэтому полупроводниковый механизм маловероятен [75]. Вместе с тем измерения фотопроводимости слоев Chl а и СЫ Ъ показали, что в максимуме фоточувствительности 7050 А свободные носители тока появляются через короткое время после освещения (не более чем через Ю-8 с) [77]. Хлорофилл образует в этих слоях кристаллоподоб-ные упорядоченные структуры.

Упорядоченность молекул пигментов в хлоропластах достаточна для миграции энергии по другим механизмам [78, 79]. Возможна миграция энергии триддетных возбужденных состояний [16] или резонансная миграция энергии экситонного или индуктивного типа. В двух последних случаях диполь-диполь-ное взаимодействие приводит к переносу энергии синглетного возбужденного состояния на невозбужденную молекулу [16, 75, 80]. При экситонной миграции она происходит за времена, сравнимые с периодами колебаний (т.е. за 10~12—10~15 с), на расстояния до 15—18А. Это наиболее быстрый механизм. При миграции индуктивного типа ей предшествует установление термического равновесия возбужденной молекулы со средой, и скорость миграции сильно ЗАВИСИТ от температуры. Ряд экспе§ 1.7. ПЕРВИЧНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ФОТОСИНТЕЗА 371

риментальных фактов свидетельствует в пользу быстрого экси-тонного механизма (см. [75]).

В работе Борисова обсуждаются экспериментальные основания для экситонного механизма [178]. Показано, что первичные физические стадии фотосинтеза, начиная с поглощения кванта и кончая его захватом в реакционном центре, протекают за время, не превышающее некоторый предел. Это критическое время (~100 не) на полтора-два порядка меньше характерных времен флуоресценции молекул красителей и является предельным для протекания реакций, лимитируемых диффузией. Такая быстрая миграция энергии обеспечивает высокий (более 90%) квантовый выход первичного процесса фотосинтеза и защиту хлорофилла in vivo от необратимой фотодеструкции. Экспериментальные данные подтверждают эти выводы для высших растений, зеленых и пурпурных бактерий [179].

Для понимания механизма миграции возбуждения в фотосинтетической системе нужно установить природу участников цепи переноса электронов (ЦПЭ) в хлоропластах и их локализацию. Как мы видели, несмотря на ряд надежно установленных фактов, эта проблема еще не решена. Схемы ЦПЭ, предлагаемые в современных работах, разнятся (см., например, [44, 81], а также [82]). Здесь мы остановимся лишь на некоторых существенных фактах. Еще в 1960 г. было установлено, что у фотосинтезирующих серных бактерий окисление цитохрома с происходит при поглощении света и при температуре жидкого азота [83]. В дальнейшем было показано, что этот процесс реализуется вплоть до гелиевых температур, причем ниже ШОК скорость электронного переноса перестает зависеть от температуры [82, 841. Сходные результаты получены для хлоропластов растений [82].

Независимость скорости переноса электронов от температуры при низких температурах привела к предположению о туннельном механизме переноса электрона между соседними носителями [84, 86]. Эта концепция была развита в работах [82, 87, 88], и о ней уже говорилось в § 6.6.

Все данные указывают на то, что перенос электронов происходит между центрами, фиксированными в мембране тилакои-да. Эти центры могут рассматриваться как достаточно глубокие электронные ловушки, находящиеся на заметном расстоянии друг от друга. Приближенно можно представить центр потенциальной ямой и рассматривать уровни, которые занимает в ней перемещаемый электрон. Решается задача о переносе электрона между двумя соседними компонентами цепи, т. е. между основными уровнями двух потенциальных ям, разделенных барьером.

Эта задача уже рассмотрена в § 6.6. В действующей фотосинтетической системе равновесные конформации молекул в присутствии и в отсутствие электрона могут сильно разниться вследствие электронно-конформационных взаимодействий. После переноса электрона молекула акцептора оказывается в неравновесной конформации, медленно релаксирующей к равновесной. Это создает «динамическую» возможность сбалансированного резонанса и туннельного эффекта.

Приведенные выше соображения имеют пока

страница 132
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Скачать книгу "Общая биофизика" (4.77Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
индивидуальное хранение документов
менеджер по организации малого бизнеса курсы для новичков
обязательно ли название объекта строительства
наклейки на номера против камер купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)