7. Световая фаза фотосинтеза, её особенности и роль в процессе фотосинтеза.

Сущность световой фазы фотосинтеза состоит в поглощении лучистой энергии и её трансформации в ассимиляционную силу (АТФ и НАДФ*Н), необходимую для восстановления углерода в темновых реакциях. Световая фаза протекает в гранах хлоропласта.

В состав фотохимически активных мембран входит пять многокомпонентных белковых комплексов: светособирающий комплекс, фотосистемы I и II, цитохромный комплекс (b₆ и f) участвующий в транспорте электронов, АТФ-азный комплекс, обеспечивающий синтез АТФ.

8. Циклическое и нециклическое фосфорилирование.

Фосфорилирование – образование АТФ в хлоропластах в ходе реакций, активируемых светом, может осуществляться циклическим и нециклическим путями.

Циклическое. Функционирует только фотосистема I и её единственным продуктом является АТФ.

Сущность: при поглощении кванта света один из электронов пигмента реакционного центра (Р₇₀₀) переходит на более высокий энергетический уровень. В этом состоянии он захватывается белком, содержащим (Fe-S-центр), а затем передается на железосодержащий белок ферридоксин. Далее обратно на Р700. Энергия, высвободившаяся при транспорте электрона идет на образование АТФ.

Нециклическое. Осуществляется при участии двух фотосистем и обеспечивает восстановление НАДФ за счёт фотоокисления воды.

При возбуждении Р₇₀₀ в реакционном центре ФСI электрон захватывается мономерной формой хлорофилла а и передается на восстановление НАДФ. Р₇₀₀ не получив электрон обратно приобретает положительный заряд, который компенсируется электроном ФСII. В ФСII Р₆₈₀, возбужденный квантом света передает электрон феофитину затем электрон последовательно передается на Р₇₀₀. Р₆₈₀, оставшись без электрона может получать его от воды. Донором электронов является вода, конечный акцептором - НАДФ. Для переноса каждого электрона требуется 2 кванта света. Из-за участия двух фотосистем.

9. Фиксация со2 у с3-растений.

С₃-растения – растения, у которых функционирует только С₃-цикл. К С₃-растениям относится большинство сельскохозяйственных культур.

С₃-цикл, или цикл Кальвина, - путь восстановления углекислого газа, происходит в темновую фазу фотосинтеза.

Темновая фаза фотосинтеза – комплекс химических реакций, в результате которых происходит восстановление поглощенного листом СО₂ за счет продуктов световой фазы (АТФ и НАДФН) и образуются органические вещества.

АТФ и НАДФН, используемые на восстановление СО₂, получили название ассимиляционной силы.

• Цикл Кальвина – основной путь восстановления СО₂

• Цикл Кальвина проходит в строме хлоропласта, точнее, в агранальных хлоропластах клетки обкладки проводящего пучка. Обкладка проводящего пучка – паренхимные клетки, окружающие одним слоем каждый проводящий пучок

• Суммарное уравнение:

3РуБФ + 3СО₂ + 6НАДФ*Н + 9АТФ = 3РуБФ + ФГА + 3Н₂О + НАДФ⁺ +9АТФ + 8Ф_н

(РуБФ- рибулозо-1,5-бифосфат; ФГА- 3-фосфоглицериновый альдегид; Ф_н- фосат неорганический).

• Три этапа цикла Кальвина:

– карбоксилирующий этап: карбоксилирование рибулозо-1,5-бифосфата РуБФ и образование 2 молекул фосфоглицериновой кислоты ФГК

– восстановительный этап: восстановление ФГК с помощью продуктов световой фазы АТФ и НАДФН и образование 2 молекул фосфоглицеринового альдегида ФГА; эта реакция самая главная и является единственной реакцией восстановления во всем цикле

– регенерирующий этап: включает несколько реакций, в результате которых образуется потраченная молекула рибулозо-1,5-бифосфата; для этого этапа тоже нужна АТФ из световой фазы фотосинтеза.

Пример: пшеница, овёс, свекла, подсолнечник.