31.Молекулярные основы фотосинтеза у растений.

Фотосинтез пространственно и во времени разделяется на два сравнительно обособленных процесса: световую стадию окисл воды и темновую стадию восст CO2. Световая стадия реализуется в мембранных структурах хлоропласта (т. наз. тилакои-дах), тогда как темновая стадия происх в жидком содерж  хлоропласта (строме) при участии водораств  ферментов. У фотосинтез бактерий хлоропласты отсутствую ,но световая стадия также осущ в мембранных образованиях - в т. наз. хроматофорах. Любое вещ-во поглащая квант солн энергии, переходит в возбужденное сост, что можно рассм как преобраз энергии электромагнитного излуч и ее запасания. Однако энергия эл. возбуждения очень быстро растрачивается на тепло или вновь излучается в пространство и обычно время возбуждения – 10^-11- 10^-13 сек. Но сущ вещ-ва, например ,хлорофилл, который имеет более долгое время возбуждения 10^-8 сек. В процессе фотосинтеза была выбрана молекула хлорофилла. Запасание солн энергии стало происх в очень удобной для биологич использования форме – молекулярной, в виде богатых энергией связей. В основном в сахарах и их производных, а также в аминокислотах, белках и жирах. Тимирязев показал что хлорофилл уч в фотосинтезе. Молекула хлорофилла состоит: порфериновое ядро, образованного тетрапирольным кольцом. Хлорофилл относится к классу вещ-в называемых пигментами, которые харак-ся интенсивным поглощением видимого света. Реакция Красновского: он показал, что при переходе в возбужденное состояние в рез-те поглощения кванта света, молекула хлорофилла приобретает св-во вступать в окислит-восст реакции. К которым она не была способна в темноте. При этом молекула хлорофилла может потерять свой электрон (окислиться), тогда он будет как донор электрона. Реакция показывающая все эти реакции наз-ся Красновского: когда в системе присутствуют хлорофилл, донор и акцептор, то в рез-те сочетания процессов окисл и восст хлорофилла, свет поглощаемый хлорофиллом будет делать перенос эелектрона от донора к акцептору, хлорофилл при этом возвращается в исходное состояние и уч в новом фотохим цикле. Таким образом в рез-те получается система с разделенными зарядами или элементарная эл батарейка, в которой запасается энергия кванта света. Хемоосмотическая гипотеза Митчела: окисление воды, а также перенос электронов от ФС2 к ФС1 приводит к появлению разности конц ионов Н, по обе стороны тилокоидной мембраны. Энергия при встрече протонов и электронов идет на синтез АТФ. АДФ+Ф=АТФ. НАДФ+2е+2Н= НАДФН2. Образованные в рез-те фотохим переноса е АТФ и НАДФН2 исп потом для восст СО2 с образованием первичных сахаров, при этом для восст одной молекулы СО2 расходуется 2 молекулы НАДФН2 и 3 молекулы АТФ. Весь процесс получил название цикл кальвина, когда из СО2 получают первичные сахара. Кальвина: восст СО2 до уровня орг вещ-в. С₅(РДФ) + СО₂= С₆= 2С₃(ФГК). 2С₃(ФГК) + АТФ+ НАДФН₂= 2С₃(ФГА)+ АДФ+ НАДФ+ Н₃РО₄. ФГА- самый первичный сахар, из которого затем образ др орг соед (глюкоза, крахмал). Таким образом в этой фазе фотосинтеза энергия макроэнергетич связей АТФ, преобраз-ся в хим энергию хим связей. 6СО2+ 6О2= С6Н12О6 +6О2.