Фазы светового фотосинтеза в клетке: стадии и результат процесса

В фотосинтезе световая фаза и темновая используют разные компоненты. У представителей высших растений процессы протекают в листьях, а органоидами являются хлоропласты. В состав мембран входят специальные пигменты, включая каротиноиды и хлорофиллы типов a, b, c. Молекула содержит порфиритовую головку с магнием, что способствует удерживанию зеленых пигментов в клетках.

Оглавление:

• Световое явление
• Темновая реакция
• Значение процесса

Световое явление

Фотосинтез можно кратко охарактеризовать как сложный процесс, в результате которого выполняются реакции темновой и световой фаз. С помощью хлорофилл поглощается сине-фиолетовый свет, но отражается зеленый оттенок, что придает растениям соответствующую окраску. Молекулы хлорофилла организованы в фотосистемы. Для растений характерны 2 такие структуры. Биологи доказали, что фотосистема-2 разлагает воду, при этом выделяется кислород.

В световую фазу фотосинтеза в клетке входят хлорофиллы, переносчики белков и ферментов. Под влиянием квантового света электроны возбуждаются, покидая молекулу и попадая на внешнюю сторону мембран. Происходит отрицательное заряжение клеток. Окислительные элементы восстанавливаются. Электроны из воды переходят в их структуру.

Таким способом может образоваться фотолиз воды. Кислород выходит во внешнюю среду. Если разность потенциалов между внешней и внутренней сторонами стенок равна 200 мВ, тогда протоны проходят через АТФ-каналы. На этой стадии наблюдается фосфолирирование цепи. Ниже представлена таблица световой фазы.

Кислород, диффундируясь в атмосферу, переходит в другую стадию.

Темновая реакция

Явление протекает в строме хлоропласта. Для него не имеет значения, какая энергия используется в световых реакциях фотосинтеза, поэтому процесс протекает на свету и в темноте. По структуре фаза представлена в виде цепочки последовательных преобразований углекислого газа. Он способствует появлению глюкозы и прочих органических компонентов.

Понятно, что первой реакцией цепочки может являться фиксация углекислого газа. Его акцептором считается рибулозодифосфат. Из последнего соединения появляются 2 молекулы фосфоглицериновой кислоты. В процессе, где наблюдается фотосинтез, образуются жирные кислоты, глицерин, аминокислоты и другие продукты из органических сложных соединений.

К фотосинтезу относится С3-фаза, которая была открыта учеными до появления С4. В последнем явлении образуются 4 углеродных соединения.

На любой стадии наблюдается дыхание или поглощение кислорода с последующим выделением углекислого газа. Происходит отщепление фосфатной группы. Растение подлежит утилизации. На следующем этапе окисление протекает до глицина. Последний элемент проникает в митохондрии, распадаясь до серина. В результате множества процессов 2 молекулы гликолата превращаются в одну, при этом образуется углекислый газ.

Значение процесса

На фотосинтез зеленых листьев затрачивается до 1% падающего света. Продуктивность его равна 1 г органического компонента на 1 кв. м поверхности за 60 минут. С помощью рассматриваемого явления ежегодно из атмосферы поглощается более миллиарда тонн углекислого газа, выделяется значительный объем кислорода. Фотосинтез — главный источник появления органических веществ. Из кислорода формируется озоновый слой. Он защищает живые органоиды от радиации.

При синтезе органических соединений из воды и углекислого газа используется энергия окисления неорганических компонентов. Подобное явление называется хемосинтезом. Он характерен для некоторых видов бактерий:

1. Нитрифицирующие. Окисляются аммиак с азотной кислотой.
2. Железные. Происходит превращение закисного железа в окисное.
3. Серные. Сероводород распадается до серной кислоты либо серы.

При реакциях окисления неорганических компонентов выделяется энергия с бактериями. В процессе применяется АТФ для синтеза органических веществ. Явление протекает по схеме, аналогичной для темновой фазы фотосинтеза. С помощью реакции бактерии накапливают в земле минералы, улучшая плодородие.