Фотосинтез - ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕ

Група в ViberГрупа в Facebook

Учебник Биология - Для учащихся медицинских училищ и колледжей - 2016 год

Фотосинтез - ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕ

Фотосинтез — синтез органических веществ из неорганических, идущий за счет энергии солнечного излучения. Первичными продуктами фотосинтеза являются растворимые сахара, которые через ряд ферментативных реакций превращаются в запасные вещества в виде крахмала и других полисахаридов или же расходуются клеткой. В процессе фотосинтеза энергия и углерод переводятся в формы, доступные всем организмам. Происходит частичное восстановление углерода и образование углеводов со значительным запасом энергии в химических связях:

Процесс фотосинтеза состоит из световой и темповой фаз.

Для световой фазы необходим свет, происходит она в мембранах тилакоидов с участием встроенных в нее хлорофилла, белков-переносчиков и АТФ-синтетазы (рис. 8.5). Ведущую роль в процессах фотосинтеза играют фотосинтезирующие пигменты, обладающие уникальным свойством — улавливать свет и превращать его энергию в химическую энергию. Кванты света поглощаются электронами в составе молекулы хлорофилла. Эти электроны с большим запасом энергии могут покидать хлорофилл, захватываться переносчиками и передаваться на наружную поверхность мембраны тилакоидов, где накапливаются. Внутри полостей тилакоидов солнечный свет приводит к фотолизу воды — разложению воды на ион водорода Н+ и ион гидроксила ОН-. Одновременно с этим ион гидроксила отдает свой электрон е- хлорофиллу, а возникающие радикалы ОН образуют воду и кислород (4OН → 2Н2O + O2). Образующийся таким образом кислород выделяется зелеными растениями, что в течение многих сотен миллионов лет привело к созданию кислородной атмосферы Земли.

Рис. 8.5. Фотосинтез

Протоны водорода, образовавшиеся при фотолизе воды, не могут проникнуть через мембрану граны и накапливаются внутри нее, создавая и пополняя Н+-резервуар. В результате внутренняя поверхность мембраны граны заряжается положительно (за счет Н+), а наружная — отрицательно (за счет е-). По мере накопления по обе стороны мембраны противоположно заряженных частиц нарастает разность потенциалов. При достижении критической величины разности потенциалов сила электрического поля начинает проталкивать протоны через канал АТФ-синтетазы. На выходе из протонного канала создается высокий уровень энергии, которая используется для синтеза из АДФ молекул АТФ. Ионы водорода Н+, оказавшись на наружной поверхности мембраны тилакоида, встречаются там с электронами, образуя атомарный водород, который идет на восстановление НАДФ. АТФ и НАДФ • Н2 транспортируются в матрикс пластид и участвуют в процессах темновой фазы.

Темновая фаза, фотосинтеза протекает в матриксе хлоропласта как на свету, так и в темноте и представляет собой ряд последовательных преобразований СO2, поступающего из воздуха. В результате из углекислого газа и воды при участии АТФ и НАДФ • Н2 образуются органические молекулы моносахаридов, которые превращаются в крахмал и запасаются растениями. В процессе фотосинтеза кроме глюкозы синтезируются мономеры других органических соединений — аминокислоты, глицерин и жирные кислоты. Благодаря процессу фотосинтеза хлорофиллсодержащие клетки обеспечивают себя и все живое на Земле необходимыми органическими веществами и кислородом.






Библиотека образовательных материалов для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Все материалы доступны по лицензии Creative Commons — «Attribution-NonCommercial»

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы из сети Интернет, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

© 2014-2019 Все права на дизайн сайта принадлежат С.Є.А.