13. Световая стадия фотосинтеза.
Квант света попадает на хлорофилл первой фотосистемы. Хлорофилл возбуждается, его электрон отрывается и по ЭТЦ передается на наружную поверхность тилакоида, где соединяется с НАДФом, получается НАДФ–. В ФС1 остается «дырка».
Квант света попадает на хлорофилл второй фотосистемы. Хлорофилл возбуждается, его электрон отрывается и по ЭТЦ передается в первую фотосистему (заполняет там «дырку»). ЭТЦ забирает у электрона энергию и тратит ее на закачку протонов из стромы внутрь тилакоида. В хлорофилле ФС2 остается «дырка». Чтобы её заполнить, марганецсодержащий ферментный комплекс разлагает воду (фотолиз воды) до1.кислорода, который выбрасывается в атмосферу. 2.электронов, которые заполняют «дырку» в ФС2. 3. протонов, которые накапливаются внутри тилакоида. Внутри тилакоида накапливается положительный заряд (протоны, закачанные ЭТЦ и протоны, полученные при фотолизе). Снаружи тилакоида (в строме) накапливается отрицательный заряд (НАДФ–). Когда разность потенциалов (напряжение) достигает 200 мВ, начинает работать встроенный в мембрану тилакоида белок-канал протонная АТФ-синтетаза. Протоны через нее выходят из тилакоида в строму, там соединяются с НАДФ–, получается НАДФ-Н. Движение протонов – это электрический ток, за счет него АТФ-аза вырабатывает АТФ.
14.Поглощение света пигментами. Передача энергии по пигментам антенных комплексов происходит по принципу индуктивного резонанса (без флуоресценции и переноса заряда). Природа индуктивного резонанса состоит в следующем. Каждая молекула хлорофилла, поглотившая hv и перешедшая в сингелтное возбужденное состояние, является молекулярным осциллятором. Возникающее вокруг возбужденной молекулы переменное электрическое поле с определенной частотой колебания индуцирует осцилляцию диполя соседней молекулы. При этом м.-донор переходит в основное состояни, а м.-акцептор возбужденное состояние. В молекуле хлорофилла два уровня возбуждения. Первый обусловлен переходом на более высокий уровень е` в системе сопряженных = связей, а второй — с возбуждением неспаренных е` атомов N и O2 в порфириновом ядре. При поглощении света электроны переходят в колебательное движение. Наиболее подвижными в молекуле являются делокализованные е`, орбитали которых как бы размазаны, обобщены между двумя ядрами. Особенно легко возбуждаются е` сопряженных = связей. Если электрон не меняет спина, то это приводит к возникновению 1 и 2 синглетного состояния. Если же один из электронов меняет спин, то такое состояние называют триплетным. Наиболее высокий энергетический уровень — это второй синглетный уровень. Электрон переходит на него под влиянием сине-фиолетовых лучей.
Типы дезактивации. При этом ее дезактивация (потеря энергии) может проходить:1) путем выделения энергии в виде света (флуоресценция и фосфоресценция) или в виде тепла;
2) путем переноса энергии на другую молекулу пигмента;3) путем затрачивания энергии на фотохимические процессы (потеря электрона и присоединение его к акцептору. В любом из указанных случаев молекула пигмента дезактивируется и переходит на основной энергетический уровень.