Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Образование углеводов в процессе фотосинтеза и хемосинтеза.






Фотосинтез — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов.

Фотосинтез подразделяется на реакции, вызываемые светом, и реакции, связанные с фиксацией углерода. Их не совсем точно называют световой и темновой фазами.

Световая фаза — это этап, на котором энергия света, поглощенная хлорофиллом, преобразуется в химическую энергию АТФ и НАДФН2. Осуществляется на свету в мембранах гран при участии белков-переносчиков и АТФ-синтетазы.

Реакции, вызываемые светом, происходят на фотосинтетических мембранах гран хлоропластов:

1. возбуждение электронов хлорофилла квантами света и их переход на более высокий энергетический уровень;

2. восстановление акцепторов электронов — НАДФ+ до НАДФН2:

+ + - +НАДФ+ -> НАДФН2;

3. фотолиз воды, происходящий при участии квантов света:

2O-> 4Н++ - + O2.

Процесс происходит внутри тилакоидов гран хлоропластов;

• протоны водорода Н+ накапливаются в Н+-резервуаре внутри граны. Их накопление на внутренней стороне мембраны приводит к нарастанию разности потенциалов. При этом внутренняя сторона мембраны заряжается положительно, за счет протонов, а наружная — отрицательно, за счет электронов;

• начинает работать протонная помпа, обеспечивающая движение протонов из тилакоидов в строму через канал АТФ-синтетазы под действием электрического поля. В строме же находится АДФ и остатки фосфорной кислоты, которые используются для синтеза АТФ.

Результатами световых реакций являются: образование кислорода, синтез АТФ, восстановление НАДФН2.

Темновая фаза — процесс преобразования СO2 в глюкозу в строме хлоропластов с использованием энергии АТФ и НАДФН2.

Реакции фиксации углерода — это последовательные преобразования СO2 в глюкозу:

• сначала происходит фиксация молекул С02 1-5-рибуло-зодифосфатом, при участии ферментов;

• затем диоксид постепенно восстанавливается до глюкозы при участии АТФ и НАДФН2 (Цикл Кальвина):

СO2 + 24Н -> С6Н12O6 + 6Н2O;

• помимо молекул глюкозы в строме образуются аминокислоты, нуклеотиды, спирты.

Суммарное уравнение фотосинтеза:

Значение фотосинтеза:

• фотосинтез обеспечивает производство исходных органических веществ, а следовательно, пищу для всех живых существ;

• в процессе фотосинтеза образуется свободный кислород, который необходим для дыхания организмов;

• кислородом образован защитный озоновый экран, предохраняющий организмы от вредного воздействия ультрафиолетового излучения;

• фотосинтез способствует снижению концентрации диоксида углерода в атмосфере.

Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений

Многие виды бактерий, способные синтезировать необходимые им органические соединения из неорганических за счет энергии химических реакций окисления, происходящих в клетке, относятся к хемотрофам. Захватываемые бактерией вещества окисляются, а образующаяся энергия используется на синтез сложных органических молекул из CO2 и H2O. Этот процесс носит название хемосинтеза.

Важнейшую группу хемосинтезирующих организмов представляют собой нитрифицирующие бактерии. Исследуя их, С. Н. Виноградский в 1887 г. открыл процесс хемосинтеза.
Эти бактерии, обитая в почве, окисляют аммиак, образующийся при гниении органических остатков, до азотистой кислоты:

2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O + 653, 5 кДж.

Затем бактерии других видов этой группы окисляют азотистую кислоту до азотной:

2HNO2 + O2 = 2HNO3 + 151, 1 кДж.

Взаимодействуя с минеральными веществами почвы, азотистая и азотная кислоты образуют соли, которые являются важнейшими компонентами минерального питания высших растений.
Под действием других видов бактерий в почве происходит образование фосфатов, также используемых высшими растениями.
Итак, хемотрофы, как и все автотрофные организмы, самостоятельно синтезируют необходимые органические вещества. От фототрофных зеленых растений их отличает полная независимость от солнечного света как источника энергии.

Хемосинтез был открыт в 1888 году русским биологом С.Н.Виноградским, доказавшим способность некоторых бактерий образовывать углеводы, используя химическую энергию.

44.Омыление жиров. Написать реакцию Омыление — это расщепление сложного эфира с образованием спирта и кислоты. При омылении жиров, представляющих собой эфиры высших жирных кислот и глицерина, щелочами образуются соли жирных кислот, называемые мылами (отсюда и происхождение термина «омыление»). Омыление имеет большое значение в биологическом обмене веществ (расщепление и усвоение организмом жиров), происходит под действием соответствующих ферментов-эстераз.
Омыление — гидролиз (разложение водой) сложного эфира с образованием спирта и кислоты (или ее соли):
Реакция омыления обратна реакции этерификации — образованию сложного эфира из спирта и кислоты. При О. разрывается связь между атомом кислорода эфира и атомом углерода карбонильной группы. В промышленности широко используют О. природных жиров щелочами при повышенной температуре, в результате которого образуются соли высокомолекулярных жирных кислот — мыла (отсюда и название О.). Омыление сложных эфиров имеет большое значение в биологическом обмене веществ. Оно происходит под действием соответствующих ферментов — эстераз; среди них наибольшее значение имеют липазы, катализирующие О. жиров, лецитиназы
и др. Состав жиров отвечает общей формуле

где R¹, R² и R³ — радикалы (одинаковых или различных) жирных кислот.

Природные жиры содержат в своём составе три кислотных радикала, имеющих неразветвлённую структуру и, как правило, чётное число атомов углерода (содержание «нечетных» кислотных радикалов в жирах обычно менее 0, 1 %).

Жиры гидрофобны, практически нерастворимы в воде, хорошо растворимы в органических растворителях и частично растворимы в этаноле (5—10 %)[1].

Природные жиры чаще всего содержат следующие жирные кислоты:

Насыщенные:

• стеариновая (C17H35COOH)

• маргариновая (C16H33COOH)

• пальмитиновая (C15H31COOH)

• капроновая (C5H11COOH)

• масляная (C3H7COOH)

Ненасыщенные:

• пальмитолеиновая (C15H29COOH, 1 двойная связь)

• олеиновая (C17H33COOH, 1 двойная связь)

• линолевая (C17H31COOH, 2 двойные связи):

• линоленовая (C17H29COOH, 3 двойные связи)

• арахидоновая (C19H31COOH, 4 двойные связи, реже встречается)

В состав некоторых входят остатки и насыщенных, и ненасыщенных карбоновых кислот.

Реакция омыления:

 

 


Пппп.

45.Перечислить витаминные и невитаминные коферменты.


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.009 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал