2.
Фотосинтез
Фотосинтез – это преобразование энергии света в химическую энергию. Такое преобразование происходит в пластидах. Химическая энергия накапливается прежде всего в форме АТР [H2] (водород, связанный с коферментом). Для облигатных автотрофов (зеленые бактерии, пурпурные серобактерии, многие синезеленые водоросли) фотосинтез – единственный источник энергии: у них нет процессов диссимиляци, поставляющих АТР.
В зеленых клетках высших растений тоже переходят в цитоплазму большие количества АТР [H2]. Значительная часть последнего в (форме NAD*Н+Н+) попадает в митохондрии и там окисляется в цепи дыхания для дополнительного синтеза АТР. У высших растений большая часть АТР и [H2] используется для синтеза углеводов из СО2. Таким образом, фотосинтез включает преобразование энергии (световой фильтр) в тилакоидах хлоропластов и превращения веществ (ассимиляция углерода – темновой процесс) в строме хлоропластов . Восстановитель [H2] образуется при расщеплении воды за счет энергии света (фотосинтез), при котором выделяется О2. АТР синтезируется при прохождении электронов по цепи транспорта электронов. Переносчиком водорода служит NADP (никотинамидадениндинуклеотидфосфат), который по сравнению с NAD содержит на один фосфатный остаток больше. NAD*Н+Н+ и АТР направляются в темновой процесс, где водород и энергия используются для синтеза углеводов из СО2, а затем NADP+ и АДР снова используются в световом процессе. Другие органические вещества (не углеводы), например жирные кислоты или аминокислоты, могут быть побочными продуктами фотосинтеза или же вторично образуются из углеводов. На каждые 6 молей поглощенного СО2 выделяется 6 молей О2. Коэффициент ассимиляции AQ – отношение О2/СО2 – при биосинтезе углеводов равен 1. Для восстановления одной молекулы СО2 необходимо около 9 квантов света, так что на 1 моль СО2 должно приходиться 9 молей квантов. Так как 1 моль квантов красного света содержит 172 кДЖ, затрата энергии равна около 9172 кДЖ на 1 моль СО2, т. е. 6 х 9172 кДЖ = 9288 кДЖ на 1 моль С6Н12О6.
3.
Преобразование энергии при фотосинтезе
Преобразование энергии при фотосинтезе (световой процесс). В расчете на 1 молекулу О2 (или 1 молекулу СО2) световой процесс можно представить так: 2Н2О + световая энергия > О2+2 [H2] + энергия АТР. Таким образом, световой процесс представляет собой перенос водорода (электронов и протонов) с одной окислительно-восстановительной системы. Однако перенос электронов от положительного потенциала к отрицательному – процесс эндергонический, он требует затраты энергии. Только для этого и нужна при фотосинтезе энергия света. Таким образом, первичное фотохимическое событие – это перенос электронов против