Фотосинтез

Биосинтез белков

Пластический обмен

Любая клетка организма способна синтезировать свои специфические белки. Эта способность обусловлена генетически и передается из поколения в поколение. Информация о структуре белков содержится в ДНК. Участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре конкретного белка, называется геном.

Синтез белка начинается с транскрипции – процесса списывания информации о структуре белка с участка ДНК (гена) на информационную РНК. В ядре клетки находятся ДНК, а синтез белка обычно протекает в цитоплазме на рибосомах. Перенос информации о первичной структуре белка к месту синтеза обеспечивает РНК. Аминокислоты, необходимые для сборки белковых молекул, доставляются к рибосомам цитоплазмы транспортными РНК. Биосинтез протекает в присутствии множества ферментов, катализаторов всех реакций процесса. Процесс идет с участием АТФ, при распаде которой освобождается энергия, необходимая для его осуществления.

Мутация (от лат. mutatio – перемена) – качественные, внезапно появляющиеся изменения генов, передаваемые далее из поколения в поколение. Эта форма наследственной изменчивости заключается в изменении строения или количества единиц наследственности – генов или их носителей – хромосом. В ряде случаев мутации связаны с изменениями во внешней среде.

Фотосинтез – процесс синтеза органических соединений из неорганических веществ, идущий за счет энергии света (рис. 2.2).

Все живое современной биосферы зависит от этого процесса. Фотосинтез делает энергию Солнца и углерод доступными для живых организмов и обеспечивает обогащение кислородом атмосферы Земли. Процесс фотосинтеза описывается суммарным уравнением

6CO ₂ + 6H ₂O + солнечная энергия → C ₆H₁₂O₆ + 6O ₂

Русский ученый К. А. Тимирязев показал, что для осуществления фотосинтеза необходим хлорофилл – вещество зеленого цвета, поглощающее солнечные лучи в красной и сине‑фиолетовой частях спектра. У высших растений хлорофилл находится во внутренних мембранах хлоропластов – специализированных органелл растительной клетки, где происходят реакции фотосинтеза.

Рис. 2.2. Процесс фотосинтеза (по С. Г. Мамонтову)

Фотосинтез протекает в две фазы – световую и темновую. Световая фаза идет только на свету, при этом под действием света молекулы хлорофилла теряют электроны и переходят в возбужденное состояние. Под влиянием положительно заряженных молекул хлорофилла по уравнению

2Н₂О → 4Н⁺ + O₂ ↑ + 4е

происходит фотолиз воды с образованием молекулярного кислорода, электронов и протонов. Энергия солнечного излучения в световой фазе фотосинтеза используется хлоропластами для синтеза АТФ из аденозиндифосфата (АДФ) и фосфата, а также для восстановления НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфата) до НАДФ · Н₂.

В темновой фазе в присутствии АТФ и НАДФ · Н₂ при участии ферментов из диоксида углерода и водорода образуется глюкоза:

Углеводы, получавшиеся в процессе фотосинтеза, используются далее как исходный материал для синтеза других органических соединений.

Дата добавления: 2014-11-25