Фотосинтез

Фотоси́нтез — это процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии хлорофилла. В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоавтотрофная функция — совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндэргонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества.

Выделяют три этапа фотосинтеза: фотофизический, фотохимический и химический. На первом этапе происходит поглощение квантов света пигментами, их переход в возбуждённое состояние и передача энергии к другим молекулам фотосистемы. На втором этапе происходит разделение зарядов в реакционном центре, перенос электронов по фотосинтетической электронотранспортной цепи, что заканчивается синтезом АТФ и НАДФH. Первые два этапа вместе называют светозависимой стадией фотосинтеза. Третий этап происходит уже без обязательного участия света и включает в себя биохимические реакции синтеза органических веществ с использованием энергии, накопленной на светозависимой стадии. Чаще всего в качестве таких реакций рассматривается цикл Кальвина и глюконеогенез, образование сахаров и крахмала из углекислого газа воздуха.

Основные компоненты, участвующие в процессе фотосинтеза (на примере высших растений):
Фотосистема 1. Реакционный центр представлен хлорофиллом P700, комплекс состоит примерно из 13 молекул пептидов (CP62, CP58, LHC1). Комплекс катализирует окисление пластоцианина и восстановление ферредоксина.
Светособирающий комплекс 1. Ассоциирован с ФС1 и содержит примерно 200 молекул хлорофилла.
Фотосистема 2. Реакционный центр P680, комплекс состоит из 11 молекул пептидов (CP47, CP43, LHC2, цитохром b556 и др.).
Светособирающий комплекс 2. Ассоциирован с ФС2 и содержит 200 молекул хлорофилла a, 100 молекул хлорофилла b, 50 молекул каротиноидов и 2 молекулы феофитина.
Пул пластохинонов. Расположен во внутренней пластидной мембране и обеспечивает перенос электронов от ФС2 к Cytb6/f комплексу.
Цитохром b6/f комплекс.
Пластоцианин. Водорастворимый белок-переносчик, обеспечивает перенос электронов от Cytb6/f комплекса к ФС1.
Водуокисляющий комплекс. Ассоциирован с ФС2 и катализирует фотоокисление воды с участием света. В этом процессе происходит выделение молекулярного кислорода, а электроны поступают в фотосинтетическую электронтранспортную цепь. Содержит 4 атома марганца в реакционном центре.

Физиология растений

Gourt Home::Gourt :: Фотосинтез