| Пластический обмен в клетках растений осуществляется в ходе
фотосинтеза. |
| Фотосинтез - это процесс образования органических соединений
из неорганических веществ с использованием энергии солнечного
света. Его
биологическое значение заключается в обеспечении живых организмов
Земли
органическими веществами, обогащении атмосферы Земли кислородом. |
| Процесс фотосинтеза протекает в хлоропластах, они имеют две
мембраны. Внутренняя мембрана хлоропласта образует выпячивания
-тилакоиды,
которые складываются в стопки-граны. В мембрану гран встроены
молекулы хлорофилла
и ферментов, контролирующих реакции фотосинтеза. |
| Фотосинтез - это сложный многоступенчатый процесс. В нем
различают световую и темновую фазы. |
| Световая фаза фотосинтеза начинается с освещения хлоропласта
видимым светом. Фотон, попав в молекулу хлорофилла, приводит ее в
возбужденное
состояние: ее электроны перескакивают на высшие орбиты. Один из
таких электронов
переходит на молекулу-переносчика, она уносит его на другую
сторону мембраны
тилакоида. Молекулы хлорофилла восстанавливают потерю электрона,
отбирая
его от молекулы воды. В результате потери электронов молекулы воды
разлагаются
на протоны и ионы гидроксила (фотолиз). |
| Н2О
--> Н++ОН |
| Протоны, неспособные к диффузии через мембрану, накапливаются
в гране. Ионы гидроксила ОН отдают свои электроны другим молекулам
и превращаются
в свободные радикалы ОН0,
взаимодействующие друг с другом с образованием воды и
молекулярного кислорода,
который, диффундируя через мембрану, выделяется в атмосферу. |
| 4ОН -> О2|
+ 2Н2О |
| Таким образом, по одну сторону мембраны накапливаются
положительно
заряженные протоны, по другую - частицы с отрицательным зарядом,
что приводит
к нарастанию разности потенциалов. При достижении критического
уровня разности
потенциала протоны проталкиваются на другую сторону мембраны через
канал
внутри АТФ-синтетазы. Освобождающаяся при этом энергия тратится на
синтез
АТФ, которая переправляется в место синтеза углеводов. |
| Протоны, присоединив электрон, превращаются в атомы водорода,
они также переправляются в место синтеза углеводов (Н+
+ е --> Н0).
|
| Общее уравнение световой фазы фотосинтеза: |
| 4ОН --> О2
+ 2Н2О
|
| Таким образом, в световую,фазу фотосинтеза протекают следующие
процессы: |
- образование молекулярного кислорода, выделяющегося в
атмосферу;
- синтез АТФ;
- образование атомарного водорода.
|
| Темновая фаза фотосинтеза состоит из ряда последовательных
ферментативных реакций, в результате которых образуется глюкоза,
служащая
исходным материалом для биосинтеза других углеводов. Этот процесс
идет с
использованием энергии АТФ и при участии атомов водорода,
образовавшегося
в световую фазу. |
| Общее уравнение темновой фазы фотосинтеза: |
| 6СО2
+ 24 Н2О
--> C6H12O6
+ 6 H2O |
| Общее уравнение фотосинтеза: |
| 6 С02
+ 6 Н20
--> С6Н1206
+ 6 02| |
| Кроме углеводов, в пластидах синтезируются аминокислоты,
белки, липиды, хлорофилл. |
