Темновые реакции фотосинтеза
При участии ионов Н+ и электронов, переданных фотосистемой I, образуется НАДФН — вещество, которое обладает восстанавливающей силой.Оно переносит электроны и ионы водорода к СO2, восстанавливая углекислоту до [СН2O].Поскольку для протекания этих реакций не нужен свет, их называют темновыми реакциями фотосинтеза. Они имеют определенную циклическую последовательность. Темновые реакции фотосинтеза, в отличие от световых, идут не в тилакоидных мембранах, а в строме хлоропластов. В ходе этих реакций образуются сахара.Именно темновые реакции фотосинтеза обеспечивают основу для появления всех органических соединений на нашей планете. Они порождают все остальные превращения органических веществ в других живых организмах. М. Кальвин, открывший в 1956 г. темновые реакции фотосинтеза, был удостоен Нобелевской премии, что явилось признанием значимости открытия. В честь этого ученого темновые реакции фотосинтеза называют циклом Кальвина.При желании вы найдете в других книгах подробные сведения о цикле Кальвина, а также узнаете, что у некоторых растений засушливых мест есть иные (отличные от цикла Кальвина) способы синтезировать сахара.Мы не будем детально рассматривать темновые реакции фотосинтеза. Отметим лишь основныемоменты:(1) Из сахаров, образовавшихся в цикле Кальвина, в дальнейшем синтезируется крахмал.(2) Крахмал запасается растениями как источник питания. Часть его откладывается в виде гранул сразу в зеленых листьях, а часть синтезируется в запасающих органах из сахаров, транспортируемых туда по сосудам.(3) Сахара могут быть превращены растениями в любые биологически активные вещества.Фотосинтез — мощный созидательный процесс, в котором световая энергия используется, чтобы с помощью расщепления связей Н2O “завести” главную биологическую пружину.Способностью к фотосинтезу обладают только растения и некоторые микроорганизмы. Почти все процессы (например, дыхание), происходящие в других живых организмах, в конце концов ведут к воссозданию связей Н2О.С этой точки зрения человек занимает особую экологическую нишу. Сжигая ископаемое топливо (нефть, уголь), он в конечном счете восстанавливает связи Н2О, которые разорвал фотосинтез прошлых геологических эпох.Источник: http://www.activestudy.info/temnovye-reakcii-fotosinteza/ © Зооинженерный факультет МСХА
Световые реакции фотосинтеза
Начальные стадии (световые реакции) фотосинтеза представляют собой не что иное, как конвейер окислительно-восстановительных реакций. Опишем в самых общих чертах принцип работы этого конвейера.В двух из окислительно-восстановительных реакций используется энергия Солнца. Совокупности молекул в тилакоиде, где проходят эти две реакции, называются фотосистема I и фотосистема II (они изображены в виде человечков с молотками). Молекулы хлорофилла в этих фотосистемах способны возбуждаться под действием света и отдавать свои электроны на конвейер специальным переносчикам.Электроны, которые были отданы хлорофиллом фотосистемы II (человечком с молотком, который стоит слева внизу), замещаются электронами молекул воды, возвращающими хлорофилл в исходное, невозбужденное состояние. В результате благодаря окислению воды хлорофилл фотосистемы II снова готов принимать энергию Солнца.А что происходит с электронами, которые отдал хлорофилл фотосистемы II? Они передаются от одного переносчика к другому. Окислительно-восстановительный потенциал (способность отдавать и принимать электроны) у каждого последующего переносчика меньше, чем у предыдущего; поэтому при такой передаче энергия выделяется, а не тратится.На рис. 8 легко можно проследить этот этап: шарики (электроны) по желобку сами собой скатываются к другому человечку с молотком (хлорофиллу фотосистемы I), который после воздействия света тоже отдал электроны своим переносчикам (как и хлорофилл фотосистемы II) и не может работать, пока не вернется в прежнее состояние.Переносчики отдают полученные от фотосистемы I электроны на образование вещества (НАДФН), которое будет восстанавливать СО2. Однако для всех этих и последующих реакций свет уже не нужен.Одновременно с работой конвейера световых реакций фотосинтеза образуются молекулы АТФ (аденозинтрифосфата), запасающие энергию для различных биохимических процессов. АТФ синтезируется:(1) в момент фотоокисления воды и(2) при транспорте («скатывании по желобку») электронов от фотосистемы II к фотосистеме I.НАДФ расшифровывается как никотинамидадениндинуклеотидмонофосфат. Но, конечно, запоминать ние необязательно.АТФ часто называют “универсальной энергетической валютой клетки".Источник: http://www.activestudy.info/svetovye-reakcii-fotosinteza/ © Зооинженерный факультет МСХА