Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ФБР вопр1-59_kris.doc
Скачиваний:
59
Добавлен:
30.09.2019
Размер:
2.77 Mб
Скачать

37. Общая характеристика 4-ех стадий фотосинтеза, их последовательность,

основные процессы, продолжительность и физиологическая значимость.

I стадия – физическая:

это фотофизические реакции поглощения энергии пигментами и её миграции в реакционный центр; солнечная энергия запасается в виде энергии электронного возбуждения молекул пигментов.

Все реакции быстрые и протекают со скоростью 10(–15степ) – 10(–9степ) с. Первичные реакции поглощения энергии локализованы в светособирающих антенных комплексах (ССК).

II стадия – фотохимическая. Реакции происходят в реакционных центрах со скоростью около 10(–9степ) с. На этой стадии энергия электронного возбуждения пигмента используется для разделения заряда.

В этом случае электрон с высоким энергетическим потенциалом передается на первичный акцептор и образуется система с разделенными зарядами, содержащая определенное количество энергии уже в химической форме.

Окисленный пигмент восстанавливает свою структуру за счет окисления донора. А – акцептор, Д – донор. Продукты, образующиеся на фотохимической стадии, нестабильны. Электрон может вернуться к окисленному пигменту с бесполезной потерей энергии.

III стадия – реакции транспорта электронов.

Фотосинтетическая электрон-транспортная цепь (ЭТЦ) организована в хлоропластах в виде трех основных функциональных комплексов:

1 - фотосистема I (ФСI )

2 - фотосистема II (ФСII)

3 - цитохром b6/f-комплекс

- эти системы сложились и «оптимизировались» эволюционно

В результате работы ЭТЦ образуются восстановленный ферредоксин и НАДФН, а также богатые энергией молекулы АТФ, которые используются в темновых реакциях восстановления СО2.

IV стадия – «темновые» реакции.

это более медленные биохимические реакции поглощения и восстановления СО2.

В этих реакциях образуются восстановленные углеводы, в которых запасается солнечная энергия, поглощенная и преобразованная в «световых» реакциях фотосинтеза.

Скорость «темновых» ферментативных реакций – 10–2 – 10–4 с (миллисекундный диапазон).

38. Возбуждение пигментов и передача энергии. Понятие спина, его состояния. Возбужденные состояния электронов и основные переходы между ними при поглощении кванта света молекулой хлорофилла.

Пигменты – это вещества, избирательно поглощающие свет в видимой части спектра. При освещении белым светом их цвет определяется только лучами, которые они отражают или пропускают. Способность пигментов поглощать свет, связано с наличием в их молекулах правильно чередующихся двойных и одинарных связей.

Передача энергии происходит путем резонансного переноса от пигментов, поглощающих свет меньшей длины волны (коротковолновых), к пигментам, поглощающих свет большей длины волны (длинноволновых): от каротиноидов к хлорофиллам, от хлорофилла b к хлорофиллу а: каротин → хлорофилл b → хлорофилл а → Р680 (II система).

Возбуждение (перенос энергии) может также мигрировать по механизму резонансного переноса и от вспомогательных пигментов к хлорофиллу а. Эффективность переноса энергии между молекулами хлорофилла а может достигать 100 %, тогда как эффективность переноса энергии возбуждения от других молекул пигмента значительно варьирует. В частности перенос возбуждения от некоторых каротиноидов (например α- и β-каротин, лютеин) на хлорофилл менее эффективен: только около 40 % энергии возбуждения может переносить на хлорофилл а. В то же время, фикобилины передают до 90 % энергии, а эффективность переноса каротиноидом фикоцианином, который встречается в бурых диатомовых водорослях, на хлорофилл а приближается к 100 %.

Спин – вектор магнитных моментов. Весь спин атома или молекулы является векторной суммой спинов всех электронов. Величина полного спина обозначается символом S.