Фотосинтез

Пластический обмен в клетках растений осуществляется в ходефотосинтеза. Фотосинтез - это процесс образования органических соединенийиз неорганических веществ с использованием энергии солнечного света. Егобиологическое значение заключается в обеспечении живых организмов Землиорганическими веществами, обогащении атмосферы Земли кислородом. Процесс фотосинтеза протекает в хлоропластах, они имеют двемембраны. Внутренняя мембрана хлоропласта образует выпячивания -тилакоиды,которые складываются в стопки-граны. В мембрану гран встроены молекулы хлорофиллаи ферментов, контролирующих реакции фотосинтеза. Фотосинтез - это сложный многоступенчатый процесс. В немразличают световую и темновую фазы. Световая фаза фотосинтеза начинается с освещения хлоропластавидимым светом. Фотон, попав в молекулу хлорофилла, приводит ее в возбужденноесостояние: ее электроны перескакивают на высшие орбиты. Один из таких электроновпереходит на молекулу-переносчика, она уносит его на другую сторону мембранытилакоида. Молекулы хлорофилла восстанавливают потерю электрона, отбираяего от молекулы воды. В результате потери электронов молекулы воды разлагаютсяна протоны и ионы гидроксила (фотолиз). Н₂О--> Н⁺+ОН Протоны, неспособные к диффузии через мембрану, накапливаютсяв гране. Ионы гидроксила ОН отдают свои электроны другим молекулам и превращаютсяв 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 положительнозаряженные протоны, по другую - частицы с отрицательным зарядом, что приводитк нарастанию разности потенциалов. При достижении критического уровня разностипотенциала протоны проталкиваются на другую сторону мембраны через каналвнутри АТФ-синтетазы. Освобождающаяся при этом энергия тратится на синтезАТФ, 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 следующиепроцессы:

• образование молекулярного кислорода, выделяющегося в атмосферу;
• синтез АТФ;
• образование атомарного водорода.

Темновая фаза фотосинтеза состоит из ряда последовательныхферментативных реакций, в результате которых образуется глюкоза, служащаяисходным материалом для биосинтеза других углеводов. Этот процесс идет сиспользованием энергии АТФ и при участии атомов водорода, образовавшегосяв 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.