Екологія фотосинтезу

ВЗАЄМОЗВ’ЯЗОК ДИХАННЯ І ФОТОСИНТЕЗУ.

Процес фотосинтезу є першим етапом циклу обміну енергій й обміну речовин клітини. Утворені в світлових реакціях багаті енергією активні метаболіти – АТФ, НАДФ∙Н₂ в темнових реакціях перетворюються в багаті на енергію, але в малоактивній формі запасні сполуки – вуглеводи, жири, білки. Щоб клітина могла використати нагромаджену у вуглецевих сполуках енергію для біохімічної роботи, необхідно цю енергію транспортувати в макроергічні фосфатні зв’язки АТФ. Саме таке перетворення відбувається під час процесу дихання, яке є другим етапом енергетичного циклу рослин. У реакціях дихання водень органічних сполук активується при участі спеціальних ферментів, концентрується у високо енергічних відновлених коферментах – НАД∙Н₂, ФАД∙Н₂ у вигляді яких атоми водню переносяться у електротранспортний ланцюг.

Тому обидва процеси – фотосинтез і дихання, пов’язані з перетворенням енергії і утворюють єдиний енергетичний цикл. Процеси фотосинтезу і дихання на перший погляд здаються протилежними. Процес фотосинтезу відбувається на світлі у хлоропластах, при фотосинтезі нагромаджується енергія, відбувається поглинання СО₂ і його відновлення з утворенням органічних речовин і виділенням кисню.

Дихання не залежить від світла, відбувається в мітохондріях. При диханні органічні речовини окислюються при поглинанні кисню з виділенням енергії, СО₂ і води.

Однак, ці процеси мають багато спільного. Обов’язковий учасник обох процесів є вода: при фотосинтезі вона є донором водню для відновлення НАДФ, а при диханні окислення речовин відбувається за рахунок кисню води.

Фотосинтез і дихання мають однакові проміжні продукти – фосфогліцеринову кислоту, 3-фосфогліцериновий альдегід, фосфодиоксиацетон, рибулозу, фруктозо – 1,6 дифосфат, спорідненим є також цілий ряд ферментів.

Між цими процесами існує також істотна різниця. Дихання і фотосинтез постачають клітині АТФ. Але у процесі фотосинтезу джерелом енергії для синтезу АТФ є енергія сонячних променів, а в процесі дихання – енергія окислення органічних речовин. Фотосинтез властивий лише організмам, які мають спеціалізовані органи – хлоропласти, тобто це унікальний процес. Дихання, навпаки, є універсальним процесом, притаманний тій або іншій формі кожному окремому органу і живому організму.

Фотосинтетична продуктивність значно залежить від багатьох факторів довкілля – інтенсивності та спектрального складу світла, концентрації вуглекислоти, температури, водного режиму рослин, мінерального живлення та іншими факторами.

Дата добавления: 2014-01-07