Фотосинтетичні пігменти

Основними пігментами фотосинтезуючих клітин вищих рослин є хлорофіли і каротиноїди. Вищі рослини містять дві форми хлорофілу – хлорофіл а (C₅₅H₇₂O₅N₄Mg) і хлорофіл в (C₅₅H₇₀O₆N₄Mg). Хлорофіли являються складними ефірами дикарбонової хлорофілі- нової кислоти з 2 спиртами - фітолом і ментолом. В молекулах хлорофілу є 4 пірольних кільця у якого 4 центральних атоми азоту зв’язані з іоном Мg. Бічний ланцюг представлений залишком спирту фітону. Хлорофіл в відрізняється від хлорофілу а тим, що у нього до другого із кілець приєднана не метальна група – СН₃, а альдегідна СОН.

Крім хлорофілів, в хлоропластах містяться оранжево – жовті пігменти – каротиноїди, серед яких переважає β – каротин (С₄₀Н₅₆) і його кисневі похідні – лютеїн, зеаксантин, віолоксантин. Ці пігменти являються додатковими і використовують ту частину спектру, яка не поглинається хлорофілом. Крім того, вони виконують захисну функцію – попереджують розпад хлорофілу, який може проходити під дією кисню. Фотосинтез складається із процесів двох різних типів – світлової реакції, яка безпосередньо зв’язана з використанням світла і темнової, при якій фотосинтез може йти без світла. Пігменти хлорофілу поглинають червоний колір різної довжини, зокрема хлорофіл а – 700 нм, а хлорофіл в – 680 нм.

В 1918 р було доведено, що фотосинтез не потребує непереривного освітлення, а складається із реакцій двох типів – світлової і темнової.

В якості окислювачів використовують велику кількість речовин, але жодна з них не може відновити СО₂ до рівня вуглеводів. І тільки в 1956 році доказано, що такими властивостями володіє відновлений НАДФ∙Н, який утворюється на світлі в хлоропластах.

2Н₂О + НАДФ + світло 2НАДФ∙Н + 2Н⁺ + O₂

хлорофіл

Було доказано, що одним із кінцевих продуктів світлових реакцій є НАДФ∙Н, який під час темнових реакцій може здійснити відновлення СО₂. Також було встановлено, що хлоропласти на світлі можуть каталізувати реакцію фосфорилювання АДФ з утворенням АТФ.

АДФ + Н₃РО світло АТФ + Н₂О

хлорофіл

В результаті цих досліджень сформувалась уява про світлові і темнові реакції фотосинтезу, яку можна зобразити такою схемою:

Н₂О СО₂

Світлові реакції світло темнові реакції

О₂ хлорофіл вуглевод

В процесі світлових реакцій проходить фотоліз води і виділення молекулярного кисню. Крім того, світлова енергія витрачається на відновлення НАДФ⁺ і на фосфорилювання АДФ, а утворені при цьому НАДФ∙Н і АТФ використовуються потім в темнових реакціях для відновлення СО₂ до рівня вуглеводів.

Дата добавления: 2014-01-07