Фотосинтез

При фотосинтезе энергия солнечного превращается в химическую и расходуется на «зарядку» АДФ, на образование АТФ.

В клетках содержится зеленый пигмент – хлорофилл. Солнечный свет с определенными длинами волн поглощается хлорофиллом.

Световой цикл фотосинтеза – цикл Д.Арноноа.

		АДФ+Р=АТФ
	Р

Рис. 1 Схема превращения энергии света.

Квант света (рис.1), попадая в молекулу хлорофилла, поглощается. Под влиянием поглощенного света хлорофилл приходит в триплетное (возбужденное) состояние. Поглощенная энергия переводит электроны в сложной молекуле хлорофилла с основного энергетического уровня на более высокий. Богатые энергией электроны не возвращаются в свое нормальное состояние. Вместо этого они отрываются от молекулы хлорофилла и переносятся специфическими молекулами-переносчиками электронов (А, В, С, Д, Е), которые передают электроны друг другу по замкнутой цепи. Проделывая путь вне молекулы хлорофилла, возбужденные электроны передают поглощенную энергию от одного переносчика другому и возвращаются на свой основной уровень в молекуле хлорофилла. После этой процедуры молекула хлорофилла оказывается вновь готовой к поглощению второго кванта света.

Энергия, отданная электрону, используется на образование АТФ из АДФ, т.е. на зарядку АТФ от системы фотосинтеза клетки. Этот процесс называется окислительным фосфорилированием.

Помимо связывания солнечной энергии в процессе фотосинтеза происходит еще и фотолиз воды (рис.2).

О2

ОН -

Н2О

Н+

ТПН-Н

Рис.2 Схема фотолиза воды.

В настоящее время полагают, что некоторые из «горячих» электронов вместе с ионами водорода происходят из молекулы воды. Ион водорода вызывает восстановление одного из переносчиков электронов – трифосфопиридиннуклеотид (ТПН). В восстановленной форме – ТПН-Н. Одним из побочных продуктов восстановления ТПН служит гидроксил ион ОН^-. Этот ион отдает свой электрон одному из цитохромов в цепи фотохимических реакции, и конечным продуктом оказывается молекулярный кислород.

Синтез глюкозы. Для течения этой реакции необходимы два соединения – АТФ и ТПН-Н, образующиеся только на свету и служащие источником энергии (АТФ) и восстанавливающим агентом (ТПН-Н).

Главным промежуточным продуктом в сложном цикле реакций служит рибулозодифосфат (РДФ), который присоединяет к себе углекислый газ и образуется две молекулы 3-фосфоглицерата. Фосфоглицерат восстанавливается при участии ТПН-Н и в результате ряда реакций превращается в глюкозу. В результате ряда реакций – пентозный шунт – вновь образуется РДФ (рис.3).

Таким образом, молекула глюкозы представляет конечный продукт фотосинтеза.

Рис.3 Схема синтеза глюкозы.