Статьи

Фотосинтез растений - общая схема

Фотосинтез - это процесс преобразования поглощенной растением энергии света в энергию химических связей, в результате чего из неорганических веществ создаются органические соединения. Этот уникальный процесс, характерный только для зеленых растений, происходит в хлоропласте листа.

Хлоропласты - это специализированные органоиды, содержащие свою специфическую ДНК, РНК, рибосомы, аминокислоты и ферменты, необходимые для синтеза белка. Все это придает хлоропластам определенную автономность.

Основной пигмент хлоропластов - хлорофилл, являющийся сложным эфиром дикарбоновой кислоты хлорофиллина, остатков метилового спирта и одноатомного непредельного спирта фитола. Существуют и другие пигменты: каротиноиды и фикобилины.

Все пигменты поглощают свет избирательно.

Хлорофилл «а» наиболее полно поглощает свет с длиной волны 670-700 нм и 435 нм;
хлорофилл «Ь» - 650 нм и 480 нм;
каротиноиды - в синей и фиолетовой частях спектра; фикобилины - в зеленой части спектра.

Фотосинтетические реакции осуществляются в растительном организме на разных уровнях:

молекулярном (мембраны хлоропласта);
клеточном (хлоропласт);
на уровне органа (листья).

Общая схема фотосинтеза.

На первом этапе фотосинтеза осуществляются фотофизические и фотохимические реакции, главной из них является реакция фотоокисления воды (реакция Робин Хилла) с выделением кислорода. Передача энергии происходит путем резонанса от коротковолновых пигментов к длинноволновым, т.е. от каротиноидов к хлорофиллу «Ь», а затем к хлорофиллу «а».

Суть световой фазы фотосинтеза состоит в вызванном светом последовательном транспорте электронов от одной молекулы электронно-транспортной цепи к другой, в результате чего образуются АТР и НАДРН (циклическое и нециклическое фотосинтетическое фосфорилирование).

Темновая фаза фотосинтеза - это комплекс ферментативных и биохимических реакций (цикл Кальвина), в течение которых происходит восстановление поглощенного листом углекислого газа за счет продуктов световой фазы (АТР и NАДРН).

Цикл Кальвина делится на три фазы:

карбоксилирования (РДФ + СO₂ -> 2ФГК);
восстановительная (ФГК — ФГА);
регенерирующая (ФГА —> РДФ).

Так как первичный продукт цикла Кальвина - ФГК - содержит три атома углерода, то этот цикл получил название С_з-путь фотосинтеза. Существуют и другие пути фиксации СО₂ (С₄ -путь и САМ - фотосинтез).

На процессы фотосинтеза оказывают влияние и внутренние факторы (например, саморегуляция, осуществляемая на всех уровнях организма: клеточном, органном, организменном, популяционном), и внешние факторы (свет, концентрация О₂ и СО₂, температура, водоснабжение тканей, минеральное питание).

Добавить комментарий