Відмінні ознаки світлової і темнової стадій фотосинтезу
Світлові реакції.
- Світло, потрапляючи на молекули хлорофілу, які знаходяться в мембранах тилакоїдів гран, переводить її у збуджений стан. В результаті цього електрони е сходять зі своїх орбіт і переносяться за допомогою переносників за межі мембрани тилакоїда, де і накопичуються, створюючи негативно заряджене електричне поле.
- Місце електронів, що вийшли, з молекул хлорофілу займають електрони води е, оскільки вода під дією світла піддається фоторозкладу (фотолізу):
Н2О ↔ ОН- + Н+;
ОН- - е → ОН
Гідроксили ОН-, ставши радикалами ОН, об'єднуються, утворюючи воду і вільний кисень, який виділяється в атмосферу:
4ОН → 2Н2О + О2↑
3. Протони водню Н+ не проникають через мембрану тилакоїда і накопичуються усередині, утворюючи позитивно заряджене електричне поле, що приводить до збільшення різниці потенціалів по обидві сторони мембрани.
4. Досягши критичної різниці потенціалів (200 мкВ) протони Н+ спрямовуються по протонному каналу у ферменті АТФ-синтетазі, вбудованому в мембрану тилакоїда, назовні. На виході з протонного каналу створюється високий рівень енергії, яка йде на синтез АТФ:
АДФ + Ф → АТФ
Молекули АТФ, що утворилися, переходять в строму, де беруть участь в реакціях фіксації вуглецю.
- Протони Н+, що вийшли на поверхню мембрани тилакоїда, з'єднуються з електронами е, утворюючи атомарний водень Н, який йде на відновлення переносника НАДФ+:
2е + Н+ + НАДФ+ → НАДФ . Н (переносник з приєднаним воднем)
|
|
|
Таким чином, активований світловою енергією електрон хлорофілу| використовується для приєднання водню до переносчика. НАДФ . Н, переходить в строму хлоропласта, де бере участь в реакціях| фіксації вуглецю.
Реакціїфіксаціївуглецю (темнові|реакції ).
Здійснюються в стромі хлоропласта, куди поступають|надходять| АТФ, НАДФ . Н від тилакоїдів| гран і СО2 з|із| повітря. Крім того, там постійно знаходяться|перебувають| п'ятивуглецеві сполуки|сполучення| — пентози|се|, які утворюються в циклі Кальвіна (циклі фіксації СО2). Цей цикл можна прослідкувати|прослідити| на вуглеці як головному елементі вуглеводів:
- До пентози C5| приєднується СО2, внаслідок чого утворюється| нестійка шестивуглецева сполука, що розщеплюється| на дві трьохвуглецеві групи 2С3| — триози.
2. Кожна з триоз 2С3| приймає по одній фосфатній групі від 2 АТФ, що збагачує молекули енергією.
3. Кожна з триоз 2С3|| приєднує по одному атому водню| від 2 НАДФ • Н, після чого одні триози об'єднуються, утворюючи вуглеводи:
2С3 → С6 → С6Н12О6 (глюкоза)
4. Інші триози об'єднуються, утворюючи пентози:
5С3 → 3С5
і знов включаються в цикл фіксації СО2.
Сумарне рівняння фотосинтезу:
|
|
|
һν
6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 +6О2↑
Chl
Дуже важливий додаток
В процесі фотосинтезу учені виділяють дві фази. Світлова фаза йде лише на світу. Триваліша, темнова, світла не потребує. Хлорофіл поглинає червоні, сині і фіолетові промені, а зелені промені майже не поглинає, тому ми і бачимо лист зеленим. Окрім хлорофілу в тканинах рослин присутні речовини, що мають помаранчеву і жовте забарвлення це каротиноїди, які поглинають зелену частину спектру. Деякі з них теж поглинають світло (хоча і гірше, ніж хлорофіл).
Восени хлорофіл в листі дерев руйнується (у ньому містяться цінний для рослини азот і магній, які невигідно втрачати з листям і які переходять в інші органи рослини) і помаранчево-жовті фарби стають помітними. А в морські глибини червоні промені проникають погано, тому в тканинах червоних і бурих водоростей поряд з хлорофілом є і інші речовини, що поглинають світло. Але, якщо не враховувати бактерій - хемосинтетиків, хлорофіл є в клітинах всіх живих автотрофних істот, здатних до фотосинтезу.
Червоні і помаранчеві промені — основний вид енергії для фотосинтезу. Цей спектр дуже повно поглинається хлорофілом і збільшує утворення вуглеводів при фотосинтезі. Червоно-помаранчевий спектр має вирішальне значення для всіх фізіологічних процесів в рослинах.
|
|
|
Фіолетово-синій спектр гальмує зростання стебел, листових черешків і пластинок, тобто формують компактніші рослини з товстим листям. Ці промені стимулюють утворення білків і органічний синтез рослин. Синьо-фіолетові промені майже повністю поглинається хлорофілом, що максимально сприятливо для фотосинтезу.
Зелені промені не поглинаються листям. Листя і стебла стають дуже тонким. Для фотосинтезу ці промені – найнесприятливіші. Хлорофіл відображає зелене світло, що і додає рослинам специфічне зелене забарвлення.
Відмінні ознаки світлової і темнової стадій фотосинтезу
Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 17; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!