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. Деление клетки: митоз
Клетки многоклеточного организма чрезвычайно разнообразны по выполняемым функциям. В соответствии со специализацией клетки имеют разную продолжительность жизни. Например, нервные и мышечные клетки после…
10.06.2016. Биосинтез белка (реализация наследственной информации)
Важнейшие функции организма - обмен веществ, рост, развитие, передача наследственности, движение и др. - осуществляются в результате множества химических реакций с участием белков, нуклеиновых кислот…
10.06.2016. Деление клетки: Амитоз
Амитоз ( от греческого a-отрицательная частица и митоз). Прямое деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования хромосом, вне митотичного цикла Амитоз может сопровождаться делением клетки,…
10.06.2016. Деление клетки: мейоз
Половое размножение существует почти у всех растений и животных. Оно связано с образованием высокоспециализированных половых клеток - гамет. Гаметы формируются из диплоидных клеток путем специального…
10.06.2016. Химическая организация клетки. Органические вещества
ТАБЛИЦА (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991) Вещество Поступление в клетку Состав Функции Белки У растений синтезируются на рибосомах…