Жарыққа тәуелді фотосинтез реакциялары. Биология, 11 сынып, дидактикалық материал.

Фотожүйелер

Жасыл өсімдіктердің хлоропласттарындағы ақуыздармен үйлескен бірнеше фотосистемалар ерекшеленді, бірақ фотосинтездің жеңіл фазаларында екеуі ерекше маңызды: I фотосистема (ФС I) және фотосистема II (ФСII).

Фотожүйе I. Реакция орталығы ретінде (яғни негізгі пигмент) оның құрамында қызыл жарық аймағында толқын ұзындығы 700 нм болатын хлорофилл немесе толқын ұзындығы 700 нм (P700), сондай-ақ a675-695 хлорофилл бар, олар антенна компоненттерінің рөлін атқарады. осы фотосистемада.

Ұзын толқын ұзындығы қызыл кванттың 2 квантына тең энергияны қоздырғанда, ФС I-нің реакциялық орталығындағы хлорофилл а700 (P700) кезінде электронды жұп молекуладан «ыдырап», одан жоғары бос орбитальдарға (яғни оның энергетикалық жоғарырақ деңгейіне) «секіреді» ) Сонымен электронның ауысуы жалғасады (осылайша электронды тасымалдау тізбегі түзіледі) тотыққан никотинамид аденин динуклеотид фосфаты (NADP +) никотинамид аденин динуклеотид фосфатына (NADP • H) азаяды, ол кейіннен көмірсулар мен CO2 қалпына келеді.

Фотожүйе ІІ Фотожүйе II-нің ақуыздық кешеніне хлорофилл a680 (P680), сонымен қатар a670-683 хлорофилл бар реакциялық орталық кіреді. Жарық энергиясының әсерінен су молекулалары бөлінеді. Бұл процесс фотолиз деп аталады. Судың фотолиз процесін мына теңдеумен көрсетуге болады:

 2H₂O → 4H⁺ + 4e̅ + O₂

Фотолиз кезінде түзілген H + сутегі иондары (протондар) АТФ синтезі үшін энергия көзі ретінде қызмет етеді.

Фотосинтездің электронды тасымалдау тізбегі

Фотосинтездің электронды тасымалдау тізбегі, хлоропласт мембраналарындағы электронды тасымалдаушылар жүйесі, аденозин трифосфаты (ATФ) түзіліп, никотинамид аденин динуклеотидті фосфаты (NADPH-H +) түзіліп, потенциалды градиент бойымен электрондарды судан бастап соңғы акцепторларға дейін тасымалдайды.

Ол мембраналарда бірінен соң бірі тізбектей жұмыс жасайтын фотосистема кешені түрінде ұйымдастырылған. Бұл тізбекте хлоропласт тилакоидтарында белгілі бір тәртіпте және қайтымды тотықсыздану өзгерістерімен болатын 11 компонент бар.

Оның маңызды құрамдас бөліктері цитохромдар (f, b6, 0559) 'хинондар (Kg витамині, убикинон - кофермент Q, пластокинон, а-токоферилквинон, а-токоферол), пласто-цианин-мыс ақуыз, ферредоксин-темір ақуызы, манганеридин ақуызы, (химиялық табиғаты анықталмаған).

Хинондардан басқа барлық тізбекті тасымалдаушылар металлопротеидтер - темір, мыс және марганец қосылған белоктар кешені. Осы тізбектегі әр компоненттің орны тотығу –тотықсыздану мөлшерінің потенциалымен анықталады.

Цитохромдар мен хинондар 0-ден + 0,4 В-қа дейін, пиридин нуклеотидтері - теріс потенциал аймағында (- 0,32 В), ал марганец бар белоктар + 0,8 В-та жұмыс істейді. Судың барлық тізбегі арқылы электрондардың NADфH H + түзілуімен NADФ-ге ауысуы АТФ синтезі мен оттегінің дамуына әкелетін циклдік емес фотофосфорлану реакцияларымен байланысты.

Фотосистема 1 хлорофиллінен электрондардың ферредоксин, цитохром b6, f және пластоцианин арқылы жабық тізбектегі хлорофиллге кері ауысуы тек АТФ синтезімен байланысты. Хлоропласттарда циклдік және циклдік емес электронды көліктердің жұмыс істеуінің нәтижесінде 02, ATP және NADPH H + түзіледі. Соңғы 2 қосылыс фотосинтездің қараңғы фазасының реакцияларына қатысады.