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 мономолекулярных…
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…