7.2 Фотосинтезирующие прокариоты
Слайд №44. К фотосинтезирующим грамотрицательным прокариотам относятся три основные группы микроорганизмов: цианобактерии, пурпурные бактерии и зеленые бактерии.
Цианобактерии осуществляют оксигенный фотосинтез и обладают пигментной системой, которая в принципе аналогична системе у фотосинтезирующих эукариот. Ботаники долгое время считали эту группу одним из основных классов или типов водорослей. Однако примерно в I960 г. было твердо установлено, что структура клеток этих организмов типична для прокариот, так что они относятся к бактериям.
Пурпурные и зеленые бактерии, а также гелиобактерии осуществляют аноксигенный фотосинтез и обладают уникальными пигментными системами, благодаря чему по своим спектральным характеристикам они отличаются от других фототрофов. Все эти микроорганизмы, за немногими исключениями, являются одноклеточными.
У галобактерий обнаружен своеобразный фотосинтез, связанный с участием бактериородопсина. Его иногда называют "3-я категория фотосинтеза", в отличие от оксигенного фотосинтеза (1-я категория) и аноксигенного фотосинтеза (2-я категория). Открытие бактериородопсина опровергло концепцию о том, что фотосинтез невозможен без хлорофилла. Галобактерии — органотрофы, они получают энергию за счет дыхания или брожения, но при освещении в анаэробных условиях могут переключаться на фотосинтез.
Слайд №45 В таблице 1 суммированы некоторые из основных структурно - функциональных особенностей фотосинтезирующих бактерий. В эту таблицу для сравнения включены также данные, касающиеся хлоропластов двух основных групп водорослей.
Цианобактерии и красные водоросли обладают рядом сходных и, в то же время, уникальных функциональных свойств:
1. единственным хлорофиллом у них является хлорофилл «а»;
2.
основными, поглощающими свет, пигментами
у обоих групп являются хромопротеиды,
которые
называются фикобилипротеидами;
3. хромопротеиды не интегрированы у них в тилакоидах, как хлорофиллы и каротиноиды, а локализованы в особых структурах, прикрепленных к внешней поверхности тилакоидов и называемых фикобилисомами
Пурпурные и зеленые бактерии отличаются от других фототрофов по многим признакам. Внутриклеточная локализация фотосинтезирующего аппарата уникальна для каждой группы. У пурпурных бактерий этот аппарат включен в клеточную мембрану, а у зеленых бактерий он находится в специальных органеллах, хлоросомах.
7.3 Фотосинтезирующий аппарат микроорганизмов
Слайд №46. Фотосинтезирующий аппарат - это мембраносвязанная система пигментов, переносчиков электронов, липидов и белков, обеспечивающая превращение энергии при фотосинтезе.
Фотосинтезирующий аппарат всех организмов, способных осуществлять фотосинтез, состоит из трех основных компонентов.
Система улавливания световой энергии - состоит из поглощающих свет пигментов. К этим пигментам относятся хлорофилл, каротиноиды и (у некоторых организмов) фикобилипротеины. Набор поглощающих свет пигментов,специфичен для каждой группы микроорганизмов.
Реакционный центр фотосинтеза - обеспечивает переход энергии света, поглощенного системой улавливания, в другую форму; содержит молекулы хлорофилла, находящиеся в особом состоянии. Энергия света обеспечивает отрыв от молекулы хлорофилла одного электрона.
Цепь переноса электронов - обеспечивает образование АТФ за счёт переноса электронов, освободившихся в реакционном центре.
Три компонента фотосинтезирующего аппарата рассмотрим по отдельности.