Таким образом, в процессе фотосинтеза углерод включается в состав органических соединений

В процессе оксигенного фотосинтеза СО2 восстанавливается до углеводов.

Оксигенные фототрофные бактерии фиксируют СО₂ в цикле Кальвина, который функционирует и у высших фототрофов. Акцептором СО₂ в этом цикле выступает активированная молекула пентозы (рибулозо-1,5-фосфат). Фермент рибулозодифосфаткарбоксилаза катализирует реакцию акцептирования пентозой СО₂ и последующее расщепление образовавшейся гексозы на две молекулы 3-фосфоглицериновой кислоты, которые затем подвергаются серии последовательных ферментативных превращений, ведущих к образованию молекулы глюкозы.

Вторым продуктом оксигенного фотосинтеза является О₂, который образуется при окислении Н₂О.

Обобщенная формула оксигенного фотосинтеза:

СО₂ + 2 Н₂О → (СН₂О) + 2 О₂

Аноксигенный (бактериальный) фотосинтез протекает без выделения О₂, т.к. бактерии его осуществляющие (пурпурные и зеленые бактерии) не окисляют воду. Это анаэробные бактерии, использующие в качестве доноров электронов H₂S, S, S₂O₃^2ֿ, SO₃^2- , H₂, а также органические соединения (органические кислоты, спирты, сахара). Пурпурные бактерии фиксируют СО₂ в цикле Кальвина. Зеленые бактерии – в цикле Арнона (восстановительный цикл трикарбоновых кислот). При этом СО₂ акцептируется органическими кислотами (ПВК, ФЕП), в результате образуется ЩУК (щавелевоуксусная кислота) – конечный продукт цикла.

Суммарную реакцию бактериального фотосинтеза при использовании сероводорода можно выразить следующим уравнением:

H₂S + 2 CO₂ + 2 H₂O → H₂SO₄ + 2 (CH₂O)

где (CH₂O) – обобщенная формула органического вещества, образуемого из СО₂.

Фотосинтезирующие бактерии в большинстве случаев играют незначительную роль в продукции органического вещества.

Автотрофную фиксацию СО₂ также осуществляют хемолитоавтотрофные бактерии: нитрифицирующие, тионовые бактерии, водородные бактерии, железобактерии. Эти бактерии способны строить все компоненты клетки, используя СО₂, как единственный источник углерода. При этом энергию для фиксации СО₂ эти бактерии получают в процессах окисления неорганических соединений.

Гетеротрофная фиксация СО₂

Микроорганизмы участвуют в гетеротрофной фиксации СО₂. Впервые гетеротрофная фиксация СО₂ была обнаружена в 1936 г. Вудом и Веркманом. При этом происходит реакция карбоксилирования пировиноградной кислоты (ПВК), приводящая к образованию щавелевоуксусной кислоты (ЩУК). Функцию переносчика СО₂ выполняет биотинзависимый фермент.

Позднее было показано, что реакция карбоксилирования ПВК имеет место у всех гетеротрофных прокариот, а также в клетках эукариот, включая, высшие растения и животные. Масштабы гетеротрофной фиксации СО₂ невелики по сравнению с автотрофной фиксацией СО₂.

Дата добавления: 2015-07-13