Эффект Каутского

В биофизике эффект Каутского (также кратковременная флуоресценция , индукция флуоресценции или затухание флуоресценции ) — явление, состоящее из типичного изменения поведения флуоресценции растения при воздействии света. Открыт в 1931 г. Х. Каутским и А. Хиршем.

Когда адаптированные к темноте фотосинтезирующие клетки освещаются непрерывным светом, флуоресценция хлорофилла демонстрирует характерные изменения интенсивности, сопровождающие индукцию фотосинтетической активности.

Применение эффекта Каутского

Квантовый выход фотосинтеза, который также представляет собой фотохимическое тушение флуоресценции, рассчитывается по следующему уравнению:

Φ _p = (F _m -F ₀ )/F _m = F _v /F _m

F ₀ — это низкая интенсивность флуоресценции, которая измеряется короткой световой вспышкой, недостаточно сильной, чтобы вызвать фотохимию , и, таким образом, вызывает флуоресценцию. F _m — максимальная флуоресценция, которую можно получить от образца путем измерения максимальной интенсивности флуоресценции после насыщающей вспышки. Разница между измеренными значениями представляет собой переменную флуоресценцию F _v .

Объяснение

The Kautsky effect

При освещении образца (суспензии листьев или водорослей) интенсивность флуоресценции увеличивается с постоянной времени в микросекундном или миллисекундном диапазоне. Через несколько секунд интенсивность снижается и достигает устойчивого уровня. Начальный рост интенсивности флуоресценции объясняется прогрессирующим насыщением реакционных центров фотосистемы 2 (ФСII). Следовательно, фотохимическое тушение увеличивается со временем освещения с соответствующим увеличением интенсивности флуоресценции. Медленное снижение интенсивности флуоресценции в более поздние сроки обусловлено, помимо других процессов, нефотохимическим тушением . Нефотохимическое тушение является защитным механизмом фотосинтезирующих организмов, поскольку им приходится избегать вредного воздействия избытка света. Какие компоненты вносят вклад и в каких количествах остается активной, но спорной областью исследований. Известно, что каротиноиды и специальные пары пигментов (например, P700 ) выполняют функцию фотозащиты .

Ссылки

• Каутский Х., Хирш А. (1931). «Новые попытки ассимиляции углекислоты». естественные науки . 19 (48): 964. Бибкод : 1931NW.....19..964K . дои : 10.1007/bf01516164 . S2CID   46223755 .
• Говинджи (1995). «Шестьдесят три года со дня флуоресценции хлорофилла Каутского». Ауст. Дж. Физиол растений . 22 (2): 131–160. дои : 10.1071/pp9950131 .
• Лазар (1999). «Хлорофилл, индукция флуоресценции» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Биоэнергетика . 1412 (1): 1–28. дои : 10.1016/s0005-2728(99)00047-x . ПМИД   10354490 .
• Лазар (2006). «Усиление флуоресценции полифазного хлорофилла измеряется под воздействием возбуждающего света высокой интенсивности» . Функциональная биология растений . 33 (1): 9–30. дои : 10.1071/fp05095 . ПМИД   32689211 . S2CID   84343023 .
• Лазар (2015). «Параметры разделения фотосинтетической энергии» . Журнал физиологии растений . 175 : 131–147. дои : 10.1016/j.jplph.2014.10.021 . ПМИД   25569797 .