Fotosinteza este asociată cu absorbția selectivă a pigmenților de lumină în partea vizibilă a spectrului solar. Fotoganele fotosintetice reprezintă 10-15% din greutatea uscată a cloroplastelor. Ele sunt caracterizate printr-o mare diversitate și prin natura chimică sunt împărțite în două grupuri - clorofile și carotenoide.
clorofilelor
Compoziție și structură. În prezent, sunt cunoscute mai multe forme diferite de clorofil, care sunt marcate cu litere latine. cloroplastele plantelor superioare conțin clorofila a și clorofila b. Ei au fost identificate de către omul de știință rus MS Color (1906), cu ajutorul metodei sale de chro-matografii. Structura formula clorofilei propusă de G. Fischer (1939), a primit confirmarea finală în 1960, ca urmare a celor două, indiferent de lucrări din SUA și Germania privind sinteza artificială a clorofilei a.
Clorofila este un ester al acidului dicarboxilic de clorofilină. în care o grupare carboxil este esterificată cu alcool fitol, iar al doilea - cu alcool metanol.
carotenoide
Faza ușoară a fotosintezei
Faza de lumină REZUMAT fotosintezei este de a absorbi energia radiantă și transformarea acestuia în asimilarea de către (ATP și NADFN) necesare pentru reducerea emisiilor de carbon în reacțiile de tempo. Complexitatea proceselor de transformare a energiei luminoase în substanțe chimice necesită o organizare strictă a membranei. Faza ușoară a fotosintezei are loc în straturile de clor-strat.
Compoziția membranelor fotochimic active ale cloroplastelor include 5 complexe proteice multicomponente care funcționează în mod constant.
complexul de recoltare ușoară (SSC),
complexul citocrom (citocromii b6 și f) implicați în transportul de electroni și
Complexul ATP-ase, care asigură sinteza ATP.
Organizarea și funcționarea sistemelor pigmentare
Pigmenții de cloroplasți sunt combinați în complexe funcționale - sisteme pigmentare. în care centrul de reacție (RC) -clorofil a. realizând fotosensibilizarea, este conectat prin procesele de transfer de energie cu antena. constând în pigmenți care absorb lumina.
Schema modernă de fotosinteză a plantelor superioare include 2 reacții fotochimice care sunt efectuate cu participarea a 2 PS-uri diferite. Ipoteza existenței lor, a fost sugerat în 1957 de către R. Emerson, pe baza efectului de îmbunătățire a detectat acțiunea lor lungime de undă de undă (DW) de lumină roșie (700 nm) iluminare combinate grinzi o unda scurta (650 nm).
Ulterior, folosind sonicare și nostno supra-agenți activi și utilizarea gradientului de densitate elani centrifugare sucroza UD-diferențiale cială primesc fragmente de cloroplaste ușoare îmbogățit PS1 fracție și fracțiunile mai grele fragmente conținând PS2.
Se constată că FS II absoarbe lungimi de undă mai scurte în comparație cu PS 1. Fotosinteza este eficientă numai atunci când acestea funcționează împreună. ceea ce explică efectul amplificării Emerson.
PSI. ca dimer cloramfenic cu o absorbție maximă a luminii de 700 nm (P700), rolul componentei antenei este, de asemenea, jucat de clorofilele675-695. Acceptorul de electron primar în acest sistem este forma monomerică a clorofilei a695. acceptorii secundari sunt proteine fero-feroase a-fier (-FeS).
Complexul FS 1, sub acțiunea luminii, restaurează proteina ferredoxină (FD) care conține fier și oxidizează proteina-plastocianina (Pc) care conține cupru.
PS II restaurează plastochinona (PQ) și oxidează apa cu eliberarea de O2 și protoni.
Legătura dintre PS II și FS 1 este fondul de formare a chinonei. complexul citocrom proteic (b6, f) și plastocianina.
La un RC există aproximativ 300 de molecule de pigmenți. care fac parte din antena sau complexele de colectare a luminii (SSC). Complexul proteic de colectare a luminilor este asociat cu FSII și conține clorofilele a, b și carotenoidele. Fiecare CCA conține de la 120 la 240 de molecule de clorofil. Antenele complexe sunt incluse în compoziția PS1 și FSII (componentele antenei de focalizare a FS).
Antena complex de proteine FC1 conține 110 molecule de clorofile a680-695 pe un P700. dintre care 60 de molecule sunt componentele complexului antenei, care pot fi considerate ca CCK FS1. Antena complexului PS1 conține, de asemenea, -caroten.
Complexul proteic antenat FCII conține 40 de molecule de clorofile a670-683 per P680 și -caroten.
Cromoproteinele complexelor antene nu au activitate fotochimică. Rolul lor este de a absorbi și transferul de energie cuantică într-un număr mic de molecule RTSP700 și P680. fiecare dintre acestea fiind conectat cu un lanț de transport de electroni și efectuează o reacție fotochimică. Organizarea lanțului de electroni de transport (ETC) pentru toate moleculele de clorofilă este irațională, deoarece chiar și pe lumina soarelui linie IOM per molecula de lumină cuante pigment ass dat nu mai mult de o dată pentru 0,1 s.
Transmiterea energiei în complexele de recoltare a luminii și PS are loc prin rezonanță inductivă. Condițiile pentru transferul de energie rezonantă sunt locația apropiată și suprapunerea sistemelor electronice oscilante cu frecvență în două molecule interacționate. Mai mult, migrația energetică se realizează din pigmenți cu unde scurte la lungimi de undă mai lungi. Cuantele de lumină migrează spre FS până când intră în molecula stoc (capcana), pigmentul centrului de reacție. care este cea mai lungă lungime de undă și prin urmare nu poate excita moleculele vecine. Energia pigmentului excitat de RC este cheltuită pe munca fotochimică. Cuantele de lumină sunt de obicei transmise moleculei de stoc prin intermediul a câteva sute de transmisii. fiecare transmisie este efectuată timp de 10-12 secunde. 100 transmisii, respectiv, timp de 10-10 s. Sa stabilit experimental că 90% din energia de excitație a clorofilei a poate fi transferată la P700 în mai puțin de 10-9 s.