Процесс фотосинтеза


ПОЯСНЕНИЯ К СХЕМЕ ФОТОСИНТЕЗ

Процесс фотосинтеза осуществляется в хлоропластах в два этапа. В гранах (тилакоидах) протекают реакции, вызываемые светом.- световые, а в строме - реакции, не связанные со светом,- темновые, или реакции фиксации углерода.

Световые реакции.
1.
Свет, попадая на молекулы хлорофилла, которые находятся в мембранах тилакоидов гран, приводит их в возбужденное состояние. В результате этого электроны е сходят со своих орбит и переносятся с помощью переносчиков за пределы мембраны тилакоида, где и накапливаются, создавая отрицательно заряженное электрическое поле.
2. Место вышедших электронов в молекулах хлорофилла занимают электроны воды е, так как вода под действием света подвергается фоторазложению (фотолизу):

Гидроксилы ОН~, став радикалами ОН, объединяются: 4ОН--> 2H20+O2, образуя воду и свободный кислород, который выделяется в атмосферу.
3. Протоны водорода H+ не проникают через мембрану тилакоида и накапливаются внутри, образуя положительно заряженное электрическое поле, что приводит к увеличению разности потенциалов по обе стороны мембраны.
4. При достижении критической разности потенциалов протоны Н"^ устремляются по протонному каналу в ферменте АТФ-синтетаза, встроенному в мембрану тилакоида, наружу. На выходе из протонного канала создается высокий уровень энергии, которая идет на синтез АТФ (АДФ+Ф АТФ). Образовавшиеся молекулы АТФ переходят в строму, где участвуют в реакциях фиксации углерода.
5. Протоны Н"^, вышедшие на поверхность мембраны тилакоида, соединяются с электронами в, образуя атомарный водород Н, который идет на восстановление переносчика НАДФ+, 2e+H+ + HAДФ+ ---> HAДФ•H (переносчик с присоединенным водородом)

Таким образом, активированный световой энергией электрон хлорофилла используется для присоединения водорода к переносчику. HAДФ•H переходит в строму хлоропласта, где участвует в реакциях фиксации углерода.

Реакции фиксации углерода (темновые реакции).
Осуществляются в строме хлоропласта, куда поступают АТФ, НАДФ-Н от тилакоидов гран и СОз из воздуха. Кроме того, там постоянно находятся пятиуглеродные соединения - пентозы C5, которые образуются в цикле Кальвина (цикле фиксации СO2). Этот цикл можно проследить на углероде как главном элементе углеводов.

1. К пентозе С5 присоединяется СO2. в результате чего появляется нестойкое шестиуглеродное соединение С6, которое расщепляется на две трехуглеродные группы 2Сз - триозы.
2. Каждая из триоз 2Сз принимает по одной фосфатной группе от 2 АТФ, что обогащает молекулы энергией.
3. Каждая из триоз 2Сз присоединяет по одному атому водорода от 2 НАДФ-Н.
4. После чего одни триозы объединяются, образуя углеводы (2Сз --> С6 --> С6Н120б) (глюкоза)

5. Другие триозы объединяются, образуя пентозы 5Сз --> 3С5, и вновь включаются в цикл фиксации СО2. Суммарная реакция фотосинтеза:

Хемосинтез.
Некоторые бактерии, лишенные хлорофилла, тоже способны к синтезу органических соединений, при этом они используют энергию химических реакций неорганических веществ. Преобразование энергии химических реакций в химическую энергию синтезируемых органических соединений называется хемосинтезом.

Другие записи

10.06.2016. Строение эукариотической клетки
Клетки, образующие ткани животных и растений, значительно различаются по форме, размерам и внутреннему строению. Однако все они обнаруживают сходство в главных чертах процессов жизнедеятельности, обмена…
10.06.2016. Строение клетки (Таблица)
Таблица 10. Строение клетки. Структурная система цитоплазмы Органоллы Строение Функции Наружная клеточная мембрана Ультрамикроскопическая пленка, состоящая из двух…
10.06.2016. Синтез АТФ в клетке
Аденозинтрифосфорная кислота-АТФ - обязательный энергетический компонент любой живой клетки. АТФ также нуклеотид, состоящий из азотистого основания аденина, сахара рибозы и трех остатков молекулы фосфорной…
10.06.2016. Сравнение растительной и животной клетки
Общие признаки 1. Единство структурных систем - цитоплазмы и ядра. 2. Сходство процессов обмена веществ и энергии. 3. Единство принципа наследственного кода. 4. Универсальное мембранное строение. 5.…
10.06.2016. Прокариотическая клетка
К прокариотам относят бактерии и сине-зелёные водоросли (цианеи). Наследственный аппарат прокариот представлен одной кольцевой молекулой ДНК, не образующей связей с белками и содержащей по одной копии…