Если мой сайт помог вам в подготовке к экзаменам вы можете отправить ссылку своим друзьям биологам.  Это сделает ресурс лучше!

Vinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.x

Первичные процессы фотосинтеза протекают в тилакоидах - плоских замкнутых мембранных пузырьках, содержащихся в клетках цианобактерий и в хлоропластах водорослей и высших растений.

Тилакоидные мембраны и светособирающие пигменты (пигменты антенн). Тилакоидная мембрана содержит в себе пигментные молекулы (хлорофилл а, хлорофилл Ъ и каротиноиды), переносчики электронов и ферменты. Подавляющее большинство молекул хлорофилла (99,5%), а также дополнительные пигменты (каротиноиды, фикобили-протеины) ответственны за поглощение света и распределение энергии; они образуют систему антенны. Лишь незначительная часть хлорофилла а выполняет роль фотохимического реакционного центра, в котором протекает собственно фотохимическая окислительно-восстановительная реакция. Пигменты антенн (светособирающие пигменты) улавливают свет и передают энергию хлорофиллу реакционного центра (Каротиноид -> Каротиноид*; Хлорофилл + Каротиноид* -> Хлорофилл* + Каротиноид). Каротиноиды выполняют также защитную функцию: при очень ярком солнечном освещении они отдают избыточную энергию в окружающую среду и тем самым защищают молекулы хлорофилла от фотоокисления. Система светособирающих пигментов и реакционный центр объединены в так называемую фотосинтетическую единицу.

Фотореакции относятся к первичным процессам любого фотосинтеза. Местом, где протекают эти фотохимические окислительно-восстановительные реакции, являются реакционные центры. Реакционный центр состоит из ряда компонентов, наиболее важные из которых:

  • первичный донор электронов (особый комплекс из хлорофилла и белка),
  • первичный акцептор электронов.

Эти два компонента представляют собой окислительно-восстановительные системы. Система донора (Р/Р+) обладает положительным, а система акцептора (Х/Х ~)- отрицательным потенциалом. Под воздействием энергии света происходит перенос одного электрона:

Восстановленныи донор + Окисленный акцептор hv -» Окисленный донор + Восстановленный акцептор.

В результате фотореакции донор теряет один электрон - возникает «дырка» (электронный дефект). Такие «дырки» должны заполняться электронами, которые могут поступать сюда по одному из двух путей-по пути нециклического или циклического переноса электронов. При нециклическом переносе электроны поступают от экзогенного внешнего донора: в случае второй фотореакции-от молекул воды, в случае первой реакции-из электрон-транспортной цепи, связывающей обе фотосистемы между собой. При циклическом переносе электроны возвращаются от восстановленного акцептора (X ~) к окисленному донору. Фотохимическая окислительно-восстановительная реакция, в ходе которой Р окисляется, а X восстанавливается, представлена на следующей схеме:

Циклический перенос электронов приводит к изменению заряда мембраны, а нециклический перенос-кроме того, и к восстановлению NADP.

При оксигенном фотосинтезе работают две пигментные системы, включенные последовательно. Пигментную систему, возбуждаемую более длинноволновым светом (к < 730 нм), называют фотосистемой I, а возбуждаемую более коротковолновым светом (X < < 700 нм) - фотосистемой II.

Фотохимически активный реакционный центр фотосистемы I содержит Хлонрофилл а (Р700), играющий роль первичного донора электронов в первой фотореакции. Световая энергия, поглощаемая светособирающими пигментами фотосистемы I, передается в реакционный центр и переводит в возбужденное состояние Хлорофилл а. Это приводит к его окислению, т.е. к отдаче им одного электрона. Другими словами, в результате отдачи электрона в реакционном центре образуется «дырка», или «электронная вакансия». Эта «дырка» тотчас же заполняется другим электроном, поступающим по специальному электрон-транспортному пути. Акцептором отданного электрона, по-видимому, служит железосерный белок («X»). Он обладает еще более отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом, чем - 420 мВ, возможно - 530 мВ. Этот акцептор в свою очередь отдает электрон ферредоксину, а с восстановленного ферредоксина восстановительная сила может передаваться на NADP или другие акцепторы. Наряду с этим возможен и циклический перенос электрона, при котором электрон от «X» передается через пластохинон, цитохромы и пластоцианин обратно к хлорофиллу а реакционного центра.

Реакционный центр фотосистемы II содержит Хл. ац (Р680), который служит первичным донором электронов во второй фотореакции. Получив энергию, поглощенную светособирающими пигментами фотосистемы II, этот хлорофилл переходит в возбужденное состояние. Возбуждение Хл а ведет к эмиссии одного электрона, являющегося слабым восстановителем (Е'0 ~ О В). Этот электрон принимает молекула особого пластохинона (Х320), который при этом восстанавливается до семи-хинона. Донором электронов для фотосистемы II служит вода. «Дырка», образовавшаяся в Хл а в результате потери электрона, заполняется одним из электронов, освобождающихся при образовании 02 из воды (2Н20 -> 02 + 4Н + + 4е ~). Разложение воды происходит при участии марганца.

Давайте вместе сделаем данный сайт лучше! Поделитесь ссылкой на этот сайт со своими одногрупниками. Это поможет развитию нашего сайта.

2015-2020 © Биология для студентов | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

^ Наверх