|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Механизм биологического поглощения света
Каким требованиям должен удовлетворять свет как фактор для " возбуждения" электронов? Кванты света должны обеспечивать переходы электронов с низкоэнергетических на высокоэнергетические уровни. Это возможно в том случае, когда разница между энергетическими уровнями при переходе электрона с орбиты на орбиту равна энергии кванта света. Должны были образоваться такие вещества, в молекулах которых эти электронные переходы соответствуют энергии поглощенного кванта света. Подобным требованиям отвечают молекулы хлорофиллов и других пигментов, у которых переход электронов в возбужденное высокоэнергетическое состояние происходит под действием квантов света с длиной волны в диапазоне 300 — 1100 нм. Слайд №39 Рассмотрим процессы, происходящие при поглощении кванта света молекулой хлорофилла (рисунок 2). Основная масса хлорофилла и других фотосинтетических пигментов клетки представляет собой антенну, улавливающую световую энергию. В темноте молекула хлорофилла находится в стабильном невозбужденном состоянии, а ее электроны — на основном энергетическом уровне (So). Когда квант света попадает на молекулу хлорофилла, порция энергии этого кванта поглощается одним из электронов, который переходит на новый, более богатый энергией уровень, а молекула хлорофилла переходит при этом в возбужденное состояние. В зависимости от того, какова энергия поглощенного кванта, электрон может перейти на разные энергетические уровни: квант синего света поднимает электрон на второй синглетный уровень (S2), квант красного света — на первый(S1).
7. Фотосинтез и фотосинтезирующие микроорганизмы 7.1 Определение и природа фотосинтеза Третий (первые два: дыхание и брожение) и наиболее сложный по механизму способ образования АТФ — это фотосинтез, где в качестве источника энергии используется свет. Слайд №40. Фотосинтез — процесс, при котором происходит превращение световой энергии в химическую. Специальные пигменты микроорганизмов и растений с помощью солнечной энергии из диоксида углерода и воды образуют органическое вещество и кислород, благодаря чему поддерживается жизнь на Земле. Фотосинтез может быть оксигенным и аноксигенным. Вначале термин «фотосинтез» использовали для описания общего метаболизма растений, водорослей и цианобактерий, который можно представить следующей реакцией: свет С02+Н20 → (СН20)+02, где (СН20) означает органические соединения со степенью окисления, соответствующей средней степени окисления в клетке. Эта реакция не описывает процесс, в ходе которого образуется АТФ, а отражает его следствие в биосинтезе: превращение углекислого газа в органические вещества клетки под действием света. Слайд №41. Фотофосфорилирование - это процесс образования АТФ при переносе энергии света, поглощенного фотосинтетической пигментной системой. Механизм фотофосфорилирования аналогичен окислительному фосфорилированию — в данном случае АТФ также образуется при прохождении электронов через цепь переноса электронов. При фотосинтетическом метаболизме не происходит субстратного фосфорилирования, в результате которого при брожении образуется весь АТФ, а при дыхании его часть. Известно 5 групп бактерий, способных преобразовывать световую энергию в химическую с помощью хлорофилла. Фотосинтез, осуществляемый ими, делится на 2 типа: не сопровождающийся выделением молекулярного кислорода (бескислородный фотосинтез) и сопровождающийся выделением кислорода (кислородный фотосинтез). Слайд №42. Кислородный (оксигенный) фотосинтез - это процесс превращения световой энергии в химическую при котором фотосинтезирующие организмы (растения, водоросли, цианобактерии и прохлорофиты) используют в качестве единственного источника восстановителя воду, а сопутствующее фотосинтезу окисление воды приводит к образованию кислорода. При кислородном фотосинтезе кислород образуется за счет окисления воды, сопряжённого посредством реакции нециклического фотофосфорилирования с восстановлением НАД(Ф) (никотинадениндинуклеотидфосфат-пиридиновое соединение): 2 НАД(Ф)+ + 2Н20+2АДФ+2(Ф)→ 2НАД(Ф)Н + 02 + 2АТФ+2Н+ При кислородном фотосинтезе фотосинтезирующие организмы используют в качестве основного источника углерода углекислый газ, поэтому их метаболизм требует значительного восстановительного потенциала. Слайд №43 Бескислородный (аноксигенный) фотосинтез - это процесс превращения световой энергии в химическую, при котором фотосинтезирующие организмы (пурпурные и зеленые бактерии) используют в качестве восстановителя не углекислый газ, а восстановленные неорганические соединения (например, сероводород или водород) и некоторые органические соединения, что не приводит к образованию кислорода. При бескислородном фотосинтезе фотосинтезирующие организмы используют в качестве основного источника углерода вместо углекислого газа другие органические соединения; у этих бактерий уже нет особой необходимости в восстановительном потенциале для биосинтеза. Молекулярный кислород (02) не участвует в реакциях образования АТФ ни в одном из этих типов фотосинтеза. Следовательно, в принципе любой фотосинтез может происходить в строго анаэробных условиях. Однако все организмы, осуществляющие кислородный фотосинтез, являются аэробами в том смысле, что они должны быть жизнеспособны в присутствии кислорода.
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 635; Нарушение авторского права страницы
