БИОЛОГИЯ Том 1 - руководство по общей биологии - 2004

7. АВТОТРОФНОЕ ПИТАНИЕ

7.6. Биохимия фотосинтеза

7.6.4. Краткое изложение процесса фотосинтеза

В процессе фотосинтеза из диоксида углерода и воды образуется сахар. Свет обеспечивает реакцию энергией, и она запасается в виде высокоэнергетической молекулы сахара. Важно понять, что энергия, запасенная в сахарах, — это та же световая энергия, но в иной форме. В процессе фотосинтеза происходит трансформация энергии света в химическую энергию сахара. Превращение световой энергии в химическую осуществляется хлорофиллом, работающим вместе с другими молекулами, расположенными на мембранах хлоропластов. Весь процесс состоит из двух стадий: световых и темновых реакций. В световых реакциях электроны переходят от одного соединения к другому вдоль электронтранспортной цепи, с каждым шагом понижая свой энергетический уровень. Высвобождаемая энергия направляется на производство АТФ и восстановление НАДФ. Вода расщепляется на водород и кислород, причем последний представляет собой побочный продукт. В темновых реакциях водород (связанный с НАДФ) и АТФ используются для восстановления диоксида углерода до 3С-сахара. Суммарное уравнение этого процесса имеет следующий вид:

Дополнительные сведения о процессе фотосинтеза представлены в табл. 7.4.

Таблица 7.4. Краткое изложение процесса фотосинтеза

	Световые реакции	Темповые реакции
Локализация в хлоропластах	Тилакоиды	Строма
Реакции	Зависят от света Энергия света вызывает поток электронов от донора электронов к их акцептору по нециклическому или циклическому пути. В этом участвуют две фотосистемы, I и II. Они содержат хлорофиллы, высвобождающие электроны после поглощения энергии света. Вода служит донором электронов в нециклическом пути. Поток электронов приводит к образованию АТФ (фотофосфорилирование) и восстановленного НАДФ	Не зависят от света Диоксид углерода фиксируется в результате присоединения к 5С-соединению — рибулозобисфосфату (РиБФ). При этом образуются 2 молекулы 3С-соединения, а именно 2 молекулы фосфоглицерата (ФГ), являющегося первым продуктом фотосинтеза. Серия происходящих реакций носит название цикла Кальвина, в ходе которого акцептор диоксида углерода РиБФ вновь вводится в реакции, а ФГ восстанавливается до сахара (рис. 7.17)
Суммарное уравнение
Результаты	Энергия света преобразуется в энергию химических связей АТФ и восстановленного НАДФ. Вода расщепляется на водород и кислород. Водород используется для восстановления НАДФ, а кислород представляет собой побочный продукт	Диоксид углерода восстанавливается до углеводов, используя химическую энергию АТФ и водород в восстановленном НАДФ
Краткое изложение (за исключением АТФ и НАДФ) фотосинтеза		Сахар, в котором запасается энергия света, образуется из диоксида углерода и воды