Шпаргалка по "Физиологии растений"

Химизм фотосинтеза.

Фотосинтез – это процесс образования органических в-в (глюкозы) из неорганических (СО2 и Н2О) на свету, при участии молекулы хлорофилла, сопровождающийся выделением кислорода в атмосферу.

Фотосинтез – основной процесс производства пищи для растения.

6СО2 + 6Н2О --> С6Н12О6 + 6О2

АТФ аденозинтрифосфат

НАДФ никотинамидадениндинуклеотид

Световая стадия.

Энергия света преобразуется в энергию химических связей молекул АТФ и НАДФ-Н2.

Протекает в гранах хлоропласта под влиянием энерг; во внутренних мембранах хлоропласта.

Решаются 2 задачи: Синтез сильного восстановителя - НАДФ; энергия света преобразуется в высокоэнергетическую химическую молекулу - АТФ

Все пигменты внутри мембран организованы в фотосистемы, где есть главный пигмент хлорофилл- ловушка вокруг которого распологаются вспомогательные элементы – антены.

Антена состоит из хлорофиллов и каратинов в соотношении 3 к 1. Ее функция поглощение квантов света и передача их энергии на хлорофилл ловушку.

Пигменты делятся на два типа фотосистем они отличаются друг от друга главным пигментом: у Фс1 – П700, у Фс2 – П680

Первой начинает работу Фс1. Антена улавливает кванты света передает энергию на П700 возбуждается, то есть 2 эл-на на внешней орбите переходят на более высокий энергетический уровень с которого открываются и идут в цепь переносчиков эл. или же в ЭТЦ. Двигаясь по ЭТЦ эл-ны скатываются на сильный восстановитель НАДФ+.

НАДФ+ + 2е + 2Н+ --> НАДФ * Н2

Фотосистема 2: Антена поглащает кванты света передает их энерг на П680; П680 возбуждается, 2 эл. поступают в ЭТЦ. Когда они двигаются по ЭТЦ их энерг идет на образование АТФ и затем поступает на П700 закрывая электронную вакансию.

В свою очередь у П680 эл вакансия закрывается эл отнятыми в процессе фотолиза.

Н2О --> 2Н+ +2е +1/2 О2

Рассмотренная схема назыв. Нециклическое фотофосфолирирование(образование АТФ) или z-схема

Световая стадия завершается образованием 3х продуктов: АТФ, НАДФ * Н2, кислород побочный продукт

Темновая стадия фотосинтеза (цикл Кальвина)

Энергия света в данной стадии непосредственного участия не принимает.

Темновые реакции фотосинтеза-комплекс химических реакций в результате которых происходит восстановление поглащенного листа СО2 за счет продуктов световой фазы и образуется органические вещества.

Протекает в строме хлоропласта.

1.Реакция карбоксилирования:

К сахару пентозе присоединяется 2 остатка фосфорной кислоты ,он превращается в рибулезудифосфат (РДФ), состоящий из 5 атомов углерода. Активная молекула сахара при участии фермента РДФ-карбоксилазы присоединяет молекулу углекислого газа с образованием 6 молекул С. Они распадаются на 2 молекулы из 3 атомов С. Этими мол-ми явл фосфоглицириновая кислота.

3РДФ + 3СО2 -->3[С6] -->6ФГК

2. Реакция восстановления ФГК:

6ФГК+6АТФ+6НАДФ*Н2-->            6ФГА + 6АДФ+ 6НАДФ

Они восстанавливаются до фосфоглицеринового альдегида.

Процесс протекает с использованием продуктов световой фазы фотосинтеза - АТФ и НАДФ∙Н+Н+

3. Реакция регенерации

6ФГА--> 1 на синтез сахаров (С6Н12О6); 5 на восстановление РДФ

Катализирует фермент рибулезодифосфат карбоксилаза.

С3-растения – растения осуществляющие реакцию с веществами состоящими из 3х атомов углерода

С4-путь фотосинтеза

С4-растения – с дополнительной темновой стадией фотосинтеза, в которой участвует в-во с 4мя атомами углерода. Кукуруза, соя, сахарный тростник.

Лист устроен немного по другому. Столбчатого мезофилла нет. Есть просто губчатый мезофил и слой клеток, который располагается вокруг сосудистых пучков - клетки обкладки сосуд.пучков.

Первыми начинают работу клетки губчатого мезофила. Солнечный луч поступает внутрь клеток хлоропласт и там из С3 соед пирувата образуется С4 соед – малат. Малат далее поступает в кл обкладки сосуд пучков. Далее он поступает в хлоропласты и распадается на СО2 и пируват. Пируват опять возвр в клетки мезофила листа и вступает в хим реакции.