Фотосинтез

Автотрофні організми використовують сонячну енергію. Процес утворення органічних речовин з вуглекислого газу за рахунок сонячної енергії називається фотосинтезом.Процес утворення речовин з вуглекислого газу за рахунок енергії окислення мінеральних речовин називаєтьсяхемосинтезом.

В результаті фотосинтезу утворюється кисень і органічні речовини, які використовуються гетеротрофами.

В загальному вигляді процес фотосинтезу зображають так:

Процес фотосинтезу у рослин та фотосинтезуючих мікроорганізмів протікає в дві фази: світлову та темнову.

В світловій фазі під впливом світла утворюються АТФ та відновлені дегідрогенази.

В темновій фазі (при відсутності світла) з вуглекислого газу за допомогою АТФ та відновлених дегідрогеназ синтезуються органічні речовини.

Фотосинтез у рослин починається з процесу мобілізації водню та електронів в результаті розкладу води під впливом сонячного світла (фотолізу), що здійснюється за участі хлорофілу:

В результаті фотолізу води утворюється вільний кисень, що використовується гетеротрофами та самими рослинами для окислення органічних речовин та вилучення з них енергії.

Сукупність фоточутливих систем (фотосенсибілізаторів) поглинає світлове проміння та змінює свій окисно-відновний потенціал. Різноманітні по хімічній природі фотосенсибілізатори поглинають проміння з різною довжиною хвилі. Внаслідок цього між системами з’являється різність потенціалів та потік електронів. Це супроводжується виділенням енергії, за рахунок якої АДФ перетворюється в АТФ, тобто йде процес фотосинтетичного фосфорилювання.

Фоточутливі системи містять пігменти. Головні з них - хлорофіл у рослин та бактеріохлорофіл у мікроорганізмів. Окрім хлорофілу в процесі фотосинтезу беруть участь каротиноїди, хінони, ферредоксин, цитохроми h, b, c, f. Здатність поглинати сонячне проміння має лише хлорофіл та деякі інші пігменти, інші речовини є просто передатчиками електронів на відновлені дегідрогенази. Першими в ланцюгу передачі електронів завжди стоїть хлорофіл, останній акцептор електронів - дегідрогеназа. Схема перенесення електронів та водню:

Хлорофілмістить чотири з’єднаних між собою залишки піролу, які утворюють порфіринове ядро. Це ядро пов’язане з атомом магнію.