Световая фаза фотосинтеза в отличии от темновой происходит, Световая фаза фотосинтеза
Из-за этого хлорофилл теряет способность растворяться в бензине и переходит в нижний спиртовой слой. Темновая фаза:. Лишить аэробов кислорода относительно просто. Четыре марганца водоокисляющего комплекса захватывают одномоментно две молекулы воды, а дальше на каждый квант света, попавший на димер хлорофилла и приведший к уходу от хлорофилла одного возбужденного электрона, от одного из атомов марганца на «димер-с-плюсом» приходит следующий электрон.
Днем, когда устьица закрыты, яблочная кислота переходит в гиалоплазму и высвобождает запасенный СО 2. Он поступает в строму хлоропластов и вовлекается в цикл Кальвина. Таким образом, механизм САМ-фотосинтеза сходен с С 4 -фотосинтезом. Различие заключается в том, что у С 4 -растений связывание углекислого газа по С 4 - и С 3 -пути происходит в разных типах клеток, а у САМ-растений — в пределах одной и той же клетки, но в разное время суток.
Перейти к основному содержанию. Боковая панель. Вы используете гостевой доступ Вход. Печатать книгу. Печатать эту главу. Темновая фаза фотосинтеза.
Значение фотосинтеза. В результате присоединения углекислого газа к РДФ образуется неустойчивое шестиуглеродное соединение, которое распадается на две молекулы фосфоглицериновой кислоты ФГК : Молекула ФГК — первичного продукта фиксации СО 2 — содержит 3 атома углерода. Акцептором углекислого газа при С 4 -фотосинтезе служит трехуглеродное соединение — фосфоенолпировиноградная кислота ФЕП : Установлено, что ФЕП -карбоксилаза , катализирующая эту реакцию, более активно связывает СО 2 , чем РДФ-карбоксилаза, выполняющая такую же функцию в цикле Кальвина.
Фотосинтетические пигменты. Световая фаза фотосинтеза. Перейти на Содержание химических элементов в организме. Химические соединения в живых организмах. Органические вещества. Нуклеиновые кислоты. Строение и функции РНК. Клеточная теория. Клеточный цикл. Простое бинарное деление. Значение вирусов в жизни человека. Специфическая иммунная защита внутренней среды организма. Иммунные ответы клеточного типа.
Моногибридное скрещивание. Взаимодействие аллельных генов. Дигибридное скрещивание. Биотехнология и ее роль в развитии человечества в XXI в. Селекция микроорганизмов. Трансгенные организмы — будущее современной биотехнологии. Трансгенные бактерии и грибы. Трансгенные животные. Генодиагностика и генотерапия. Основные положения синтетической теории эволюции.
Популяция — элементарная единица эволюции. Прогресс и регресс в эволюции.
Пути достижения биологического прогресса. Принципы систематики. Формирование представлений об эволюции человека. Факторы эволюции человека. Человеческие расы. Биология Глава 1. Глава 2. Глава 3. Глава 4. Глава 5. Процессы биосинтеза относятся к пластическому обмену и, следовательно, сопровождаются поглощением энергии.
Из курса биологии го класса вам известно, что некоторые бактерии железобактерии, бесцветные серобактерии, нитрифицирующие, водородные для образования органических соединений используют энергию, которая выделяется при окислении неорганических веществ. Такие организмы называются хемоавтотрофами.
Однако большинство автотрофных организмов использует для этого энергию света. Они составляют группу фотоавтотрофов. Понятие фотосинтеза. В процессе фотосинтеза с помощью специальных пигментов они поглощают световую энергию и преобразуют ее в энергию химических связей органических веществ.
Исходным материалом для синтеза органических соединений являются такие неорганические вещества, как углекислый газ и вода. Таким образом, фотосинтез — это процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды, протекающий с поглощением энергии света при участии фотосинтетических пигментов. В течение 5 лет он выращивал иву, не добавляя в горшок ничего, кроме воды.
Затем ученый снова взвесил почву и растение. Оказалось, что масса ивы за эти годы увеличилась почти на 75 кг, в то время как масса почвы уменьшилась всего на 57 г.
На основании этого ван Гельмонт пришел к выводу о том, что вещества растений образуются только из воды, а не из почвы и воздуха. В г. Пристли поместил живую веточку мяты в закрытый сосуд, воздух в котором был «испорчен горением свечи». Через несколько дней он обнаружил, что свеча в этом сосуде снова могла гореть, и сделал заключение о том, что растения способны «исправлять воздух».
Следовательно, открытие фотосинтеза принадлежит Дж. В то время он полагал, что воздух — это единое вещество, которое переходит из одной формы в другую.
Дальнейшие опыты привели Дж. Пристли к открытию кислорода, и в г. Когда Дж. Пристли награждали медалью за его достижения, ученый сказал: «Благодаря этим открытиям мы уверены, что растения произрастают не напрасно, а очищают и облагораживают нашу атмосферу». Однако Дж. Пристли не обратил внимания на то, что фотосинтез протекает только при наличии света. Это установил голландский физиолог Я.
Он погружал ветвь растения в воду и наблюдал выделение пузырьков кислорода на свету. В темноте образование кислорода прекращалось.
Ингенхауз вывел следующее уравнение фотосинтеза:. Фотосинтетические пигменты и их локализация. Как вы знаете, у растений и водорослей фотосинтез происходит в хлоропластах, внутренняя мембрана которых образует уплощенные мешочки — тилакоиды. В мембранах тилакоидов содержатся фотосинтетические пигменты — окрашенные органические соединения, обеспечивающие поглощение света в процессе фотосинтеза.
Процесс фотосинтеза протекает у них в цитоплазме, с участием хорошо развитых мембранных структур, которые образуются путем впячивания плазмалеммы внутрь клетки. В зависимости от спектрального состава отраженного света пигменты приобретают ту или иную окраску — зеленую, желтую, оранжевую и т. Фотосинтетические пигменты растений и большинства водорослей представлены хлорофиллами и каротиноидами. У красных водорослей и цианобактерий в фотосинтезе также участвуют пигменты фикобилины.
Важнейшая роль в процессе фотосинтеза принадлежит хлорофиллам. Известно несколько видов хлорофиллов a , b , c , d , e и др. Их молекулы устроены сходным образом и различаются лишь боковыми заместителями. Основой строения молекулы хлорофилла является порфириновое ядро и остаток спирта фитола рис.
Порфириновое ядро состоит из четырех азотсодержащих колец, соединенных мостиками.
Гидрофильное ядро лежит на поверхности мембраны тилакоида, обращенной к строме, и служит для поглощения света. Гидрофобный хвост спирта фитола С 20 Н 39 ОН погружен в мембрану. Он выполняет функцию якоря, удерживающего молекулу хлорофилла в мембране тилакоида.
Например, хлорофилл а имеет сине-зеленую окраску, хлорофилл b — желто-зеленую. Это связано с тем, что хлорофиллы поглощают свет преимущественно в сине-фиолетовой и красной частях спектра рис. Бурые водоросли вместо хлорофилла b содержат хлорофилл с , красные — хлорофилл d. Фотосинтезирующие бактерии, за исключением цианобактерий, вместо хлорофиллов содержат различные бактериохлорофиллы a , b , c , d и др. По структуре они сходны с хлорофиллами, но способны поглощать красный свет большей длины волны и даже инфракрасное излучение.
Это позволяет фотоавтотрофным прокариотам например, зеленым и пурпурным серобактериям использовать часть спектра, недоступную для других фотосинтезирующих организмов.
Это гидрофобные соединения. Однако в отличие от каротинов, построенных только из атомов углерода и водорода, в состав молекул ксантофиллов входят две или несколько полярных групп, содержащих кислород. Каротины имеют желтую, оранжевую или красную окраску и содержатся в хлоропластах и хромопластах растений. В зеленых листьях они «замаскированы» большим количеством хлорофиллов, однако становятся хорошо заметными осенью, когда из-за разрушения хлорофиллов листья меняют окраску. Ликопин обнаружен во многих растениях.
Это главный пигмент, определяющий окраску томатов и мякоти плодов арбуза. Каротиноиды наиболее интенсивно поглощают синие и фиолетовые лучи спектра см.
Располагаясь в мембранах тилакоидов, они не только участвуют в поглощении световой энергии, но и защищают менее устойчивые хлорофиллы от избытка света и окисления кислородом, который выделяется при фотосинтезе. Как уже отмечалось, для красных водорослей и цианобактерий, помимо хлорофиллов и каротиноидов, характерно наличие фикобилинов. Это преимущественно красные фикоэритрин и синие фикоцианин пигменты, способные поглощать оранжевый, желтый и зеленый свет, недоступный хлорофиллам и каротиноидам см.
В комплексе с особыми белками фикобилины образуют светопоглощающие структуры, которые прикрепляются к поверхности мембран тилакоидов. Это особенно важно для фотоавтотрофов, живущих в условиях недостаточного освещения, например для красных водорослей, которые обитают на глубинах до м. Молекулы фотосинтетических пигментов, объединяясь со специальными белками, формируют сложные структуры, пронизывающие мембрану тилакоидов. Такие пигмент-белковые комплексы называются фотосистемами.
Пигменты, входящие в состав светособирающей антенны, поглощают свет и передают всю собранную энергию в реакционный центр.
Он представлен особой молекулой хлорофилла а — так называемой молекулой-ловушкой. Поглотив энергию, молекула-ловушка переходит в возбужденное состояние. Сама молекула-ловушка при этом окисляется. Эта форма хлорофилла обозначается как Р P — сокращение от англ. Молекула-ловушка ФС II наиболее интенсивно поглощает световые волны длиной нм — это хлорофилл P Процесс фотосинтеза можно разделить на две фазы — световую и темновую. Световая фаза осуществляется на мембранах тилакоидов и только при наличии света.
Реакции темновой фазы протекают в строме хлоропласта и не требуют света , однако для них необходимы продукты световой фазы. Поэтому темновая фаза происходит практически одновременно со световой. Кроме того, в ее состав входят ферментные комплексы АТФ -синтетазы и вещества, образующие ЭТЦ — электрон-транспортную цепь рис. Компоненты ЭТЦ тилакоидов отличаются от митохондриальных — в мембране тилакоидов содержатся другие виды цитохромов и некоторые специфические переносчики.
Однако ЭТЦ хлоропластов и митохондрий функционируют сходным образом, обеспечивая последовательную передачу электронов от одного переносчика к другому. Световая фаза фотосинтеза. Процессы, протекающие в световой фазе, можно представить следующим образом. Пигменты обеих фотосистем поглощают свет. Полученная энергия передается в реакционные центры на молекулы-ловушки, которые переходят в возбужденное состояние и отдают электроны переносчикам.
