Механизм светового процесса

Фотосинтез

В растительных клетках глюкоза синтезируется за счет фотосинтеза.

Фотосинтез – это синтез углеводов и других органических соединений из неорганических – СО₂ и Н₂О – под действием энергии солнечного света.

Различают две части фотосинтеза – световой и темновой процессы.

Световой процесс включает поглощение света, разложение воды на водород и кислород (фотоокисление),восстановление НАДФ⁺, фосфорилирование АДФ:

Темновой процесс фотосинтеза – это восстановление диоксида углерода за счет водорода НАДФН и энергии АТФ.

Суммарный результат светового и темнового процессов:

Выделяемый растениями кислород образуется из воды при ее разложении в световом процессе.

Свет поглощается хлорофиллом, связанным с белками. Хлорофилл-это производное порфирина, содержащее магний.

Поглощающие свет хлорофилл-белковые комплексы находятся в тилакоидах – мембранных структурах хлоропластов.

При поглощение света хлорофилл переходит в высокоэнергетическое, возбужденное состояние.

В этом состоянии он становится донором высокоэнергетического электрона. Электрон акцептируется электронпереносящей цепью мембраны тилакоидов, а молекула хлорофилла превращается в свободный радикал:

Этот же комплекс хлорофилла с белком осуществляет фоторазложение воды:

Электроны, образующиеся при восстановлении воды акцептируются радикалами хлорофилла, который возвращается в исходное, невозбужденное состояние.

Электронпереносящая цепь тилакоидных мембран содержит переносчики электронов,которые по механизму действия сходны с переносчиками митохондриальной электронпереносящей цепи. Как и в митохондриях перенос электронов сопровождается синтезом АТФ. Конечным акцептором электронов в тилакоидной мембране служит НАДФ⁺, который восстанавливается в НАДФН. Акцептором электронов с электропереносящей цепи может быть и радикал хлорофилла. В этом случае АТФ синтезируется, а фотолиз воды и восстановление НАДФ не происходят. С другой стороны возможны фотолиз воды и восстановление НАДФ без синтеза АТФ в электронпереносящей цепи.

Реакции темнового процесса.

Реакция фиксации СО₂ катализируется рибозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазой

В результате получается две молекулы 3-фосфоглицериновой кислоты. Для синтеза одной молекулы глюкозы необходима фиксация шести молекул СО_2.

Далее 3-фосфоглицерат в реакциях, идентичных тем, которые происходят при глюконеогенезе, превращается во фруктозо-6-фосфат:

Одна из шести молекул фруктозо-6-фосфата составляет чистый выход и может превратиться в глюкозо-6-фосфат. Пять других молекул фруктозо-6-фосфата необходимы для возобновления цикла: они превращаются в шесть молекул рибулозо-5-фосфата по пути неокислительного образования пентоз. Наконец, рибулозо-5-фосфат при участии соответствующей киназы образует рибулозо-1,5-бисфосфат и цикл повторяется.

Следует отметить, что главными нефосфорилированными углеводами, образующимися при фотосинтезе, у большинства растений являются сахароза и крахмал, а не глюкоза.

Дата добавления: 2015-07-13