Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Световая фаза.
|
|
1) Под действием квантового света молекула пигмента хлорофилла расположенная во внутренней мембране хлоропласта, переходит в возбужденное состояние и теряет электроны.
2) 
Выбитый электрон либо возвращается обратно, либо попадает на цепь окисляющих друг друга ферментов.
3) Цепь ферментов передает электроны на внешнюю сторону мембраны тилакоида к переносчику электронов. Мембрана заряжается отрицательно с наружной стороны.
4) Одновременно под действием света происходит фотолиз воды с образованием ионов H+ и OH- . Разложение воды идет внутри тилакоида на внутренней стороне мембраны, в результате деятельности специальных фермента. H2O → H+ + OH-
5) Образовавшиеся в ходе фотолиза H2O протоны увеличивают содержание протонов в H+ резервуаре, создавая положительный заряд внутренней поверхности мембраны тилакоида.
6) Возникает разность потенциалов наружной и внутренней поверхности мембраны тилакоида. Когда величина протонного потенциала достигает критического уровня, протоны, через протонный канал фермента АТФ-синтезы, поступают на наружную поверхность мембраны тилакоида.
7) Освободившаяся энергия тратится на синтез АТФ из АДФ и фосфата – этот процесс называется фотофосфорилирование.
8) Ионы гидроксила оставшись без противоионов H+, отдают свои электроны и превращаются в свободные радикалы OH,
9) которые, взаимодействуя с друг другом, образуют воду и свободный кислород.
4OH → 2H2O + O2↑
10) Далее на внешней поверхности возбужденный электрон присоединяется к иону H+ восстанавливая его до атома H.
11) Далее атомы водорода соединяется с никотинамидадениндинуклеотидфосфатом (НАДФ) и восстанавливает его до НАДФ ž H2.
12) Водород в таком связанном виде поступает в реакции темновой фазы.
Таким образом, в световую фазу фотосинтеза происходят следующие процессы: фотолиз воды с выделением O2, восстановление НАДФ, синтез АТФ.
Темновая фаза ( фаза фиксации углерода )
Осуществляется в строме хлоропласта, куда поступают АТФ, накопленная в световую фазу, НАДФž H от тилакоидов гран и CO2 из воздуха. Кроме того, там постоянно находятся пятиуглеродные соединения, пентозы C5, которые образуются в цикле Кальвина (цикл фиксации CO2) (М. Кальвин американский биохимик, впервые описал фиксацию углекислого газа и превращение С в углеводы.)
Цикл Кальвина можно проследить на углероде, как главном элементе углеводов.
ü К пентозе C5 присоединяется CO2, в результате чего появляется нестойкое шестиуглеродное соединение C6, которое расщепляется на две трехуглеродные группы 2C3 – триозы.
ü Каждая из триоз принимает по одной фосфатной группе от 2 АТФ, что обогащает молекулы энергией.
ü Каждая из триоз присоединяет по одному атому H от 2 НАДФž H.
ü После чего: одни триозы объединяются, образуя углеводы; 2С3 → С6 → С6Н12О6 другие триозы объединяются, образуя пентозы (5С3 → 3С5), и вновь включаются в цикл фиксации углекислого газа.
В результате фотосинтеза на Земле ежегодно образуются более 250 млрд. тонн органические вещества. В атмосферу поступают более 200 млрд.тонн свободного кислорода. Наземные растения ежегодно извлекают из атмосферы 20 млрд. тонн углерода, в форме СО2, а все растительные сообщества (включая водоросли) - 150 млрд. тонн.
Продуктивность фотосинтеза – 1г органики на 1 м2 поверхности листьев за 1 час.
Космическую роль растений описана А.К. Тимирязевым:
ü выделяющийся кислород поддерживает жизнь всех аэробных организмов;
ü источник свободного кислорода;
ü из кислорода образуется озон, который защищает живые организмы от УФ радиации;
ü вовлечение диоксида углерода в круговорот веществ приводит к снижению его содержания в воде и атмосфере и препятствует накоплению его в различных средах жизни.