Механизм процесса фотосинтеза

  Квант света ударяет в молекулу хлорофилла и выбивает из нее в строму электрон богатый энергией. Хлорофилл выступает в качестве элемента, который переводит энергию света в энергию электронов. Этот электрон захватывается ионом водорода, и водород переходит в атомарное состояние. В таком виде он захватывается веществом никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ). Образуется НАДФ·Н₂ (восстановленная форма), в виде которой водород запасается для последующего синтеза органических веществ. В Н⁺- резервуаре происходит диссоциация воды. Этот процесс называется фотолизом, так как происходит при участии световой энергии. Образовавшиеся ионы гидроксила (ОН ^-) отдают свои электроны и образуют воду и молекулярный кислород, который удаляется из растения как шлак. Отданные электроны поступают в молекулу хлорофилла и компенсируют убыль электронов от воздействия света. В Н⁺- резервуаре накапливаются ионы водорода, которые, проходя через мембраны телакоида, отдают свою энергию для синтеза АТФ из АДФ при участии АТФ-азы. В таком виде происходит накопление энергии для последующего синтеза органических веществ. Эта стадия фотосинтеза называется световой фазой, так как все процессы на данном этапе могут проходить только при участии световой энергии. Основными итогами данной фазы являются накопление водорода и энергии для синтеза органических веществ.

  Вторая фаза фотосинтеза называется темновой фазой, так как при её осуществлении не требуется участие энергии света. В процессе этой фазы из углекислого газа, взятого из атмосферы, накопленного водорода и энергии, накопленной в виде АТФ в световую фазу, осуществляется синтез органических веществ в виде целлюлозы или крахмала. Вся совокупность этих реакций синтеза глюкозы, для последующей полимеризации, называется циклом Кальвина. Окончательное уравнение фотосинтеза: СО₂ + Н₂О + энергия света = (С₆Н₁₂О₆)_n + О₂ ↑

Схема процесса фотосинтеза

а/ Световая фаза фотосинтеза.

.б/ Темновая фаза фотосинтеза.

  У некоторых групп бактерий существует второй вариант процесса автотрофного дыхания – хемосинтез. В отличие от фотосинтеза при хемосинтезе энергия для образования органических веществ берется от электронов, перемещающихся в процессе окислительно-восстановительных реакций.

Дыхание

  Дыхание – процесс расщепления органических веществ с целью получения энергии.

  Все живые организмы по характеру дыхания можно разделить на две группы:

  Анаэробные организмы – они не используют кислород для расщепления веществ с целью получения энергии. Расщепление веществ осуществляется у них с помощью комплексов ферментов. В процессе этого образуются вещества, имеющие жидкое агрегатное состояние (молочная кислота, уксусная кислота, спирты и т.д.).

  Аэробные животные – они используют кислород для расщепления веществ с целью получения энергии. В процессе расщепления образуются углекислый газ и вода.

  У аэробных организмов существует процесс газообмена, который заключается в поглощении кислорода и выделении углекислого газа.

  Как при аэробном, так и при анаэробном дыхании главным итогом является накопление энергии в виде АТФ. В процессе клеточного дыхания можно выделить три главных этапа:

1. Гликолиз. Глюкоза расщепляется на две молекулы трехуглеродного соединения – пирувата. В процессе этого образуются молекулы АТФ и атомы водорода. Атомы водорода присоединяются к веществу никотинамидадениннуклеотид (НАД) с образованием восстановленной формы - НАД·Н. В таком виде происходит накопление и перенос водорода.

2. Цикл лимонной кислоты (Цикл Кребса). В цикле лимонной кислоты, отделившиеся от пирувата двухуглеродные группы, расщепляются с образованием углекислого газа. Образуется дополнительное количество АТФ. И накапливается водород не только в виде НАД·Н, но и в виде еще одного переносчика водорода флавинаданиндинуклеотида (ФАД).

3. Цепь переноса электронов. Образовавшиеся НАД·Н и ФАД·Н₂ отдают водород в в цепь переноса, где происходит разделение водорода на электроны и Н⁺. Ионы водорода поступают в Н⁺ - резервуар, откуда черпается энергия для синтеза АТФ. Электроны соединяются с кислородом и ионами водорода, поступающими из другого источника, с образованием воды.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: