Механизм участия хлорофилла в фотосинтезе

Преобразование энергии света в химическую энергию продуктов фотосинтеза представляет сложную цепь взаимосвязанных реакций, в которых участвуют многие соединения и структурные компоненты хлоропласта.

Цепь реакций, составляющих процесс фотосинтеза, можно разбить на три основные стадии:

1. Фотофизическая стадия поглощения квантов света пигментами, превращение энергии света в пигментных структурах и передача поглощенной световой энергии «активному центру».

2. Первичные фотохимические реакции, перенос. электрона в электрон-транспортной цепи фотосинтеза и сопряженные с ним процессы образования «восстановительной силы».

3. Использование «восстановительной силы» для восстановления углекислоты и синтеза углеводов.

Пигменты фотосинтетического аппарата организованы в хлоропластах растений в два функциональных ансамбля, каждый из которых связан, в свою очередь, с определенгой цепью переноса электронов. Эти функциональные системы получили название пигментных систем I и II

Процесс фотосинтеза начинается с поглощения света хлорофиллом. Молекула пигмента, поглотившая квант света, переходит в возбужденное состояние, после чего молекула возвращается к исходному уровню. При этом энергия возбуждения может быть потеряна в виде тепла или флуоресценции, или передана другим, «соседним» молекулам пигмента при достаточно близком их расположении.

В результате такой миграции в ансамбле молекул хлорофилла, расположенных в районе реакционного центра пигментной системы I, энергия возбуждения (электрон) может быть захвачена пигментом и передана им акцептору. При этом потерянный электрон (протон) восполняется, и снова может быть «переброшен» за счет энергии света.

Аналогичная картина происходит и в пигментной системе II, передавая полученный электрон по электрон-транспортной цепи цитохрому b, цитохрому f и, наконец, пластоцианину. Таким образом, благодаря окислительно-восстановительным превращениям промежуточных переносчиков, осуществляется постепенное движение электрона, которое индуцировано энергией кванта света.

Следует сказать, что донором электрона для пигментной системы II является в конечном итоге система фотоокисления воды, так же как и донором протона, хотя промежуточные продукты фотоокисления воды до сих пор не удалось найти и природа промежуточного донора электрона для пигментной системы II остается неизвестной. Совершенно неясным остается также механизм выделения молекулярного кислорода.

Витамины, растворимые в жирах.

Витамины, растворимые в жирахВитамин АВитамин DВитамин ЕВитамин К Витамин В1 (тиамин)