Фотобиология: деструктивни и модифициращи процеси
42 Questions
0 Views

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to Lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Кой от следните примери е пример за деструктивно-модифициращ фотобиологичен процес?

  • Фотосинтеза
  • Фототаксис
  • Синтез на витамин D от провитамин D
  • Ултравиолетовото лъчение, предизвикващо мутации в ДНК (correct)

Какъв тип фотобиологичен процес е биосинтезата на хлорофил?

  • Синтез на витамин D от провитамин D
  • Фототаксис
  • Фотосинтеза
  • Ултравиолетовото лъчение причиняващо мутации в ДНК (correct)

Кой от следните фотобиологични процеси се влияе от фитохормоните?

  • Биосинтеза на каротиноиди
  • Фототаксис
  • Фототропизъм (correct)
  • Фотосинтеза

Какви са последиците от високоенергетичната ултравиолетова радиация за организма?

<p>Мутации в ДНК (A)</p> Signup and view all the answers

Какъв е принципа на действие на деструктивно-модифициращите фотобиологични процеси?

<p>Светлината модифицира структурите на съществуващи молекули (B)</p> Signup and view all the answers

Кой от следните фактори може да причини летални реакции при организмите?

<p>Високоенергетично ултравиолетово лъчение (D)</p> Signup and view all the answers

Кой от следните фотобиологични процеси е директен резултат от електронно возбудено състояние на молекула?

<p>Фотосинтеза (C)</p> Signup and view all the answers

Кое от следните твърдения не е вярно за фотобиологичните процеси?

<p>Те са характерни само за фотосинтезиращите организми. (D)</p> Signup and view all the answers

Какъв е процесът на пропускане на светлинни кванти през дадено вещество?

<p>Преминаваща светлина (B)</p> Signup and view all the answers

Какво е причината за биохемилуминесценцията?

<p>Рекомбинация на свободни радикали (C)</p> Signup and view all the answers

Какво е фотоиндуцирана хемилуминесценция?

<p>Излъчване на светлина от хлорофилни молекули, възбудени от светлина (C)</p> Signup and view all the answers

Как се определя цветът на оцветените обекти?

<p>От погълнатата светлина (D)</p> Signup and view all the answers

Кои са факторите, които влияят на разсейването на светлинната енергия?

<p>Отразена светлина, разсеяна светлина, преминаваща светлина (A)</p> Signup and view all the answers

Кои са процесите, които са свързани с излъчването на светлина от вещества?

<p>Флуоресценция, забавена флуоресценция, фосфоресценция (A)</p> Signup and view all the answers

Какво е цветът, според текста?

<p>Смесена светлина с непогълнати  от веществото (A)</p> Signup and view all the answers

Какви са резултатите от взаимодействието на светлинните кванти с растителните тъкани?

<p>Отразена светлина, разсеяна светлина, преминаваща светлина (D)</p> Signup and view all the answers

Какви преходи имат най-висока вероятност според описаното явление?

<p>Преходи v=0 v'=0 и v=0 v'=2 (B)</p> Signup and view all the answers

Какво е обозначеното със символите A и F в контекста на спектрите?

<p>А - адсорбция, F - фуоресценция (C)</p> Signup and view all the answers

Кой параметър НЕ е споменат като характеристика на поглъщателната способност на молекулата?

<p>Плътност на веществото (D)</p> Signup and view all the answers

Какво обозначава $ ext{ΔλF}$ в контекста на спектрите?

<p>Флуоресцентно изместване (D)</p> Signup and view all the answers

Кой преход е пример за седемдоларово влияние в адсорбционните спектри?

<p>Преход v=0 v'=0 (B)</p> Signup and view all the answers

Какво представлява сума от индивидуални ивици на поглъщане в спектъра?

<p>Спектър на поглъщане (D)</p> Signup and view all the answers

Какво обозначава параметърът $ au_0$ в контекста на индивидуалните ивици на поглъщане?

<p>Полуширината на ивицата (A)</p> Signup and view all the answers

Кой от следните параметри определя положението на максимума на спектралната ивица?

<p>$ u_{max}$ (D)</p> Signup and view all the answers

Кое от следните твърдения е вярно относно параметъра $ ho_1/2$?

<p>Той представлява полуширината на спектралната ивица. (B)</p> Signup and view all the answers

Какво е $ ilde{E}$ в контекста на индивидуалните ивици на поглъщане?

<p>Разлика в енергия между състоянията (B)</p> Signup and view all the answers

Какво се образува в тъмнинния стадий на Фотобиологичните процеси?

<p>Първите устойчиви химични съединения (B)</p> Signup and view all the answers

Кой от следните процеси е част от функционално-физиологичните ФБП?

<p>Фотосинтеза (D)</p> Signup and view all the answers

Какъв е термодинамичният критерий за ендергонични процеси?

<p>$ riangle G &gt; 0$ (D)</p> Signup and view all the answers

Какво е основното действие на пигментите в енергетичните ФБП?

<p>Да действат като фотокатализатори (A)</p> Signup and view all the answers

Кои от следните ФБП активират специализирани усилващи механизми?

<p>Информационни ФБП (B)</p> Signup and view all the answers

Кое от следните не е класификация на фотобиологичните процеси?

<p>Механични (A)</p> Signup and view all the answers

Какво представляват деструктивно-модифициращите ФБП?

<p>Процеси, които разрушават клетъчните структури (A)</p> Signup and view all the answers

Кои фотопродукти се считат за крайни биологични макроефекти?

<p>Синтезирани фотопродукти (B)</p> Signup and view all the answers

Какво изучава фотобиологията?

<p>Взаимодействието на светлината с биологични системи (B)</p> Signup and view all the answers

Какъв е основният предмет на фотобиофизиката?

<p>Фотобиологичен процес (C)</p> Signup and view all the answers

Какво представлява фотофизичният стадий в фотобиологичния процес?

<p>Поглъщане на светлинни кванти и трансформация на енергия (A)</p> Signup and view all the answers

Какво изразява времевият интервал $10^{-16} ext{ до } 10^{-8} s$?

<p>Времето за поглъщане на светлинни кванти (C)</p> Signup and view all the answers

Какво представлява първичната фотохимия?

<p>Процес на образуване на първични фотопродукти с висока химична активност (D)</p> Signup and view all the answers

Каква е продължителността на първичната фотохимия?

<p>~ 10^{-8} до 10^{-2} сек (D)</p> Signup and view all the answers

Кое от следните е вярно за фотобиологичните процеси?

<p>С включено участие на светлинни кванти (C)</p> Signup and view all the answers

Какви вещества често се образуват при първичната фотохимия?

<p>Съединения със свободнорадикална природа (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Фотобиология

Раздел от биологичната наука, изучаващ как светлината влияе върху организмите и биологичните системи.

Фотобиофизика

Раздел от биофизиката, който се фокусира върху първичните стадии на взаимодействие на светлината с биологичните структури.

Фотобиологичен процес (ФБП)

Биохимичен процес, който протича с участието на светлинни кванти.

Фотофизичен стадий

Първият етап от фотобиологичния процес. Включва поглъщане на светлината, пренос на енергията и вътрешни молекулни процеси.

Signup and view all the flashcards

 (фотофизичен стадий)

Времевата продължителност на фотофизичния стадий.

Signup and view all the flashcards

Първична фотохимия

Вторият етап от фотобиологичния процес, който води до образуването на фотопродукти.

Signup and view all the flashcards

 (първична фотохимия)

Времевата продължителност на първичната фотохимия.

Signup and view all the flashcards

Първични фотопродукти

Съединения с висока химична активност, които се образуват при първичната фотохимия.

Signup and view all the flashcards

Тъмнинен етап

Първата фаза от фотобиологичния процес, в която се образуват и превръщат междинни фотопродукти – първите устойчиви химични съединения. Тя трае приблизително 10**-2 до 100 секунди.

Signup and view all the flashcards

Краен биологичнен макроефект

Втората фаза от фотобиологичния процес, където настъпват молекулни механизми, които реализират промените и използват синтезираните фотопродукти.

Signup and view all the flashcards

Екзергоничен фотобиологичен процес

Фотобиологичен процес, при който се отделя енергия. Значението на промяната в свободната енергия (Delta G) е отрицателно.

Signup and view all the flashcards

Ендергоничен фотобиологичен процес

Фотобиологичен процес, при който се изисква енергия. Значението на промяната в свободната енергия (Delta G) е положително.

Signup and view all the flashcards

Функционално-физиологичен фотобиологичен процес

Фотобиологичен процес, който променя функциите на организма – от фототропни реакции до физиологични реакции като фотосинтеза.

Signup and view all the flashcards

Деструктивно-модифициращ фотобиологичен процес

Фотобиологичен процес, който води до разрушаване или промяна на молекули в организма. Пример е фотодеградацията на ДНК.

Signup and view all the flashcards

Най-вероятни преходи

Преходите, при които положението на атомите не се променя значително, са най-вероятни.

Signup and view all the flashcards

Подобни позиции на атоми =

Когато атомите са в подобни позиции, преходът е по-вероятен.

Signup and view all the flashcards

Оптична плътност

Оптичната плътност на дадено вещество показва колко светлина се поглъща от него. Способността на молекула да поглъща светлина зависи от дължината на вълната.

Signup and view all the flashcards

Коефициент на екстинкция

Коефициент, който ни казва колко светлина се поглъща от веществото при дадена дължина на вълната.

Signup and view all the flashcards

Пропускане

Степента на светлина, която преминава през веществото. Стойност, обратнопропорционална на оптичната плътност.

Signup and view all the flashcards

Зрителна рецепция

Рецепция на светлина, която позволява на организмите да реагират на промените в интензивността и посоката на светлината.

Signup and view all the flashcards

Таксиси

Насочени движения, които организмите правят в отговор на стимул, като например слънчева светлина или храна.

Signup and view all the flashcards

Тропизми

Растежни движения на организмите в отговор на стимул, като например светлина, гравитация или вода.

Signup and view all the flashcards

Периодизми

Циклични промени в активността на организмите, които се повтарят в определени периоди, обикновено свързани със слънчевата светлина.

Signup and view all the flashcards

Фоточуствителни хормони

Фоточуствителни хормони, които регулират растежа и развитието на растенията.

Signup and view all the flashcards

Биосинтетични ФБП

Процес, при който светлината индуцира синтеза на специфични биологично важни молекули.

Signup and view all the flashcards

Функционално-физиологични ФБП

Процеси, които се случват в организмите в резултат на взаимодействието със светлината, с едновременно генериране на енергия.

Signup and view all the flashcards

Деструктивно-модифициращи ФБП

Процеси, които променят формата и структурата на молекулите в организмите под влияние на светлината.

Signup and view all the flashcards

Спектър на поглъщане

Вид спектър, съставен от множество индивидуални ивици, всяка от които съответства на трансформация между две специфични електронни състояния.

Signup and view all the flashcards

max

Максималната енергия, която може да бъде погълната от системата.

Signup and view all the flashcards

max

Дължината на вълната, съответстваща на max, или където интензитета на поглъщане е максимален.

Signup and view all the flashcards

1/2

Полуширината на спектралната ивица, измерена на половината от височината max.

Signup and view all the flashcards

0

Времето, за което се осъществява процесът на поглъщане на светлината, включително агрегация, взаимодействие с разтворителите и температура.

Signup and view all the flashcards

Биохемилуминесценция

Слабо светене, което се генерира от химични реакции, окисляващи органични съединения, например, липиди. Обикновено е резултат от рекомбинация на свободни радикали, образувани при реакциите.

Signup and view all the flashcards

Фотоиндуцирана хемилуминесценция

Светене, което продължава след прекратяване на осветяване. Дължи се на излъчване от възбудените хлорофилни молекули след рекомбинация на разделени заряди в фотосинтетичните реакционни центрове.

Signup and view all the flashcards

Отразена светлина

Отразена светлина от повърхност. Светлината е отскочила от повърхността.

Signup and view all the flashcards

Разсеяна светлина

Светлина, разсеяна в много посоки. Светлината е преминала през материала и се е разпръснала. Не се е отразила директно, но е променила посоката си.

Signup and view all the flashcards

Преминаваща светлина

Светлината, която преминава през обект.

Signup and view all the flashcards

Флуоресценция

Емисия на светлина от молекули, след като са погълнали светлина. Процесът продължава само докато обектът е осветен.

Signup and view all the flashcards

Забавена флуоресценция

Емисия на светлина, подобна на флуоресценцията, но със закъснение. Забавя се за кратко, след прекратяване на осветяването.

Signup and view all the flashcards

Фосфоресценция

Емисия на светлина, аналогична на флуоресценцията. Светлина, излъчвана след поглъщане на светлина, но с много по-дълго закъснение.

Signup and view all the flashcards

Study Notes

Лекционен курс по Биофизика и радиобиология, Раздел: Фотобиофизика, Лекция 1

  • Лектор: проф. В. Голцев
  • Тема: основи на фотобиофизика
  • Фотобиология: раздел от биологията изучаващ закономерностите и механизмите на влияние на светлината върху биологичните системи.
  • Фотобиофизика: изучава предимно първичните стадии на взаимодействие на светлинните кванти с биологичните структури (макромолекули, мембрани, клетки и тъкани).
  • Фотобиологичен процес: биологични процеси, протичащи със задължително участие на светлинните кванти.
  • Фотобиологичният процес включва 4 последователни стадия:
    • Фотофизичен: поглъщане на светлинните кванти, вътрешно-молекулни процеси на трансформация на възбудената енергия, междумолекулен пренос на енергията. Време ~ 10-16 ÷ 10-8 s
    • Първична фотохимия: образуване на първични фотопродукти, които са химически активни. Време ~ 10-8 ÷ 10-2 s.
    • Тъмнинен: образуване и превръщания на междинни фотопродукти - първи устойчиви химични съединения. Време ~ 10-2 ÷ 100 s.
    • Краен биологичен макроефект: молекулни механизми на реализация на настъпилите промени и използуване на синтезираните фотопродукти.

Класификация на фотобиологичните процеси

  • Според термодинамичен критерий:
    • Ендергонични: ΔG > 0
    • Екзергонични: ΔG < 0
  • Според биологичен макроефект:
    • Функционално-физиологични
    • Деструктивно-модифициращи
    • Луминесцентни

Енергетични ФБП

  • Физичната енергия на светлинните кванти се трансформира в химичната енергия на новосинтезирани органични съединения, при фотосинтезата (хлорофилна, бактериородопсинова).
  • Пигментите (хлорофил, бактериохлорофил, бактериородопсин) са фотокатализатори, т.е не се изразходват в процеса.

Информационни ФБП

  • Светлинните кванти тригерират специализирани усилващи механизми, организъм получава информация за ситуацията в околната среда.
  • Зрителната рецепция, таксиси, тропизми, периодизми, регулаторни ФБП - фоточуствителни хормони (фитохром).

Биосинтетични ФБП

  • Синтез на някои биологично важни молекули, например, хлорофил от протохлорофилид, витамин D от провитамин D, пигменти като флавини, цитохроми и каротиноиди.

Деструктивно-модифициращи ФБП

  • Влиянието на светлината и електронно-възбудените състояния на молекули модифицират биомакромолекули, евентуално блокирайки техните функции в организма.

Летални реакции

  • Гибел на организма или загуба на размножителната способност от високоенергичното ултравиолетово лъчение, повреждащо важни макромолекули като ДНК и РНК.

Мутационни реакции

  • Ултравиолетовата светлина (УВ) може да промени ДНК, което води до мутации в организма.

Патофизиологични реакции

  • Временни нарушения на метаболизма и физиологичното състояние на клетката, хромофори: белтъци, нуклеинови киселини, липиди, витамини.
  • Фотодинамично действие на светлината – реакции с участието на ROS.
  • Репарационни механизми за премахване или възстановяване на модифицираните молекули.

Луминесценция ФБП

  • Светлината не е субстрат, а продукт на протичащи в биологичния обект реакции.

Биолуминесценция

  • Живи организми излъчват достатъчно интензивна светлина чрез специализирани ензимни системи, използващи енергията на високоенергетични метаболити (като ATP, NADH).

Биохемилуминесценция

  • Слаба светлина, произтичаща от прекисно окисление на органични съединения (например липиди). Резултат на рекомбинациите на образуваните свободни радикали.

Фотоиндуцирана хемилуминесценция

  • Продължително излъчване на светлина, след прекратяване на излагането на светлина на обекти, причинено от рекомбинация на хлорофилни молекули, възбудени от светлината, в реакционните центрове.

Взаимодействие на светлинните кванти с растителните тъкани

  • Падаща светлина, отразена светлина, разсеяна светлина, преминаваща светлина и процеси на излъчване (флуоресценция, забавена флуоресценция, фосфоресценция).

Пътища на използването на светлинната енергия

  • Отражение (50-60% от UV, FR, и IR)
  • Преминаване (0-40%)
  • Разсейване (40-50% от PAR; 48-94%)
  • Фотохимия (0-20%)
  • Топлинно излъчване (75-97%)
  • Флуоресценция (3-5%)

Понятие за цвят

  • Цветът е резултат от избирателно поглъщане на определени участъци от светлинен спектър, което се отразява от обекта.

Електронни преходи в биологично важни молекули

  • Енергията на молекулата в дадено електронно състояние зависи от относителните координати на атомите (интериорни колебания).
  • Вълновата функция зависи от електронна и вибрационна част.

Принцип на Франк-Кондон

  • Оптическите преходи са толкова бързи, затова ядрените координати остават непроменени по време на прехода.
  • Потенциалните енергии са показани чрез вертикални линии на диаграмите.

Характеристики на преходите

  • Преходите S0 --> S1 и S0 --> S2 (π --> π*, n --> π*) и S0--> T1
  • Оценки на коефициента на екстинкция (ε).

Хромофори

  • Атоми или групи атоми, определящи електронните абсорбционни преходи в молекулата.
  • В областта 200-800nm хромофорите притежават π или η електрони.

Ауксохроми

  • Групи атоми, които се намират в 200-1000nm, но са прозрачни в дадена област, но присъединени към хромофор променя спектъра на поглъщане.
  • Примери: хидроксилна група (-OH), амино група (-NH2), метилова група (-СН3).

Индивидуални ивици в абсорбционния спектър

  • εmax: максималното поглъщане
  • λmax: положението на максимума
  • λ1/2: полуширината на спектралната ивица

Диаграма на Яблонски

  • Схематично представяне на електронно-вибрационни нива.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Quiz Team

Related Documents

БТ - 2024 - Лекция - Фотобиофизика-1 PDF

Description

Този тест ще провери вашето разбиране за фотобиологичните процеси, включително деструктивно-модифициращите механизми и тяхното влияние върху организмите. Отговорете на въпроси, свързани с биосинтезата на хлорофил и последствията от ултравиолетова радиация.

More Like This

Photobiology Quiz
3 questions

Photobiology Quiz

MindBlowingIndigo avatar
MindBlowingIndigo
Lighting Up Plant Growth
5 questions

Lighting Up Plant Growth

PainlessIllumination avatar
PainlessIllumination
Laser Therapy Quiz
5 questions

Laser Therapy Quiz

FavoriteCreativity1476 avatar
FavoriteCreativity1476
Photogeology and Remote Sensing Quiz
30 questions

Photogeology and Remote Sensing Quiz

SpeedyCoralReef avatar
SpeedyCoralReef
Use Quizgecko on...
Browser
Open
Browser
Browser