la Bioquímica de la fotosíntesis. La transformación de la energía radiante en químico

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el trabajo Fotoquímico cumplido a la fotosíntesis, se reduce al fin de cuentas a la descomposición de las moléculas del agua o su cualquier análogo, por ejemplo H2S. Sin embargo, antes de esto pasará, ' físico ' la energía de los fotones captados debe en cierto modo ser modificada, transformada en ' químico ' la energía. En la realización de esta etapa de la fotosíntesis, e.d. La etapa que se reduce a la transformación de la energía, participa la parte sólo pequeña de todas las moléculas de pigmento concentradas en fotohimicheski los centros activos de los cloroplastos. La energía absorbida por la clorofila y otros pigmentos fotoactivados, pasa a las moléculas de la clorofila que se encuentra en esta fotohimicheski los centros activos, o las trampas. En resultado a los electrones separados se comunica cantidad suficiente de la energía para que puedan pasar de las moléculas de la clorofila en fotohimicheski los centros activos a otras moléculas, que se encuentra muy cerca, a los transportadores así llamados de los electrones. El transportador absorbe una cierta parte de esta energía de la activación y entrega el electrón al transportador siguiente, donde el mismo proceso repete. En los cloroplastos los transportadores distintos de los electrones son instalados sobre la membrana o dentro de la membrana y forman aquí cierta serie, en que límites se sitúan en concordancia con su capacidad de juntar los electrones (con otras palabras, de ellos ' por el potencial okislitelno-reconstructivo ').

Así, el electrón pasa de un transportador a otro, lo mismo que se precipita por la cascada el agua - de un escalón en otra. Durante el traslado del electrón por tal cadena de los transportadores la parte de su energía se traduce en la forma química, ya que a expensas de esta energía de adenozindifosfata (ADP) y el fosfato inorgánico (P1) es sintetizado adenozintrifosfat (ATR). En el enlace químico entre ADP se abastece la cantidad considerable de la energía (8-10 kkal/mol) y esta energía se libera durante las reacciones, en que el enlace indicado se rompe. La síntesis ATR, que pasa con el uso de la energía de la parte visible de la radiación solar, lleva el nombre fotofosforilirovanija. ATR es ' la divisa energética ' de las jaulas vivas. Muchas reacciones que van a la jaula con el consumo de la energía (endergonicheskie las reacciones), reciben esta energía como resultado de la descomposición ATR hasta ADP y o P1, o cualquiera otro fosforilirovannogo las uniones.

Más hace 20 años Roberto Emerson ha descubierto que luz roja con la longitud de la onda más de 700 nanómetros, relativamente poco eficaz en la fotosíntesis de las plantas superiores, se hacen completamente eficaces, si usarlo junto con una luz más de onda corta roja. El este fenómeno llamado ' por el efecto del reforzamiento por Emersona ', era dado en la base de la hipótesis, conforme a que la fotosíntesis incluye dos reacciones diferentes de luz y las condiciones óptimas se crean para él en caso de que dos estas reacciones pasan al mismo tiempo. La hipótesis era reforzada por la separación de los cloroplastos de las plantas superiores de dos sistemas separados que han recibido los nombres el fotosistema I y el fotosistema II (fig. 4.12). Cada uno estos fotosistemas es caracterizado por el juego especial de las moléculas de la clorofila y los transportadores, vinculados a ellos, de los electrones y cada uno realiza las reacciones, fotosintéticas, inherentes solamente a ella.

el Fotosistema I - único, que hay en las bacterias - trabaja sin participación del oxígeno, ya que las bacterias son más primitivo avtotrofy; el fotosistema I predominaba, aparentemente, en las etapas tempranas de la evolución biológica, cuando el oxígeno en la atmósfera terrestre era poco. Con el desarrollo del fotosistema de II planta han recibido la posibilidad de distinguir el oxígeno molecular del agua. Esta circunstancia, es evidente, ha determinado el cambio de las propiedades de la atmósfera terrestre: de anaerobio se hacía ahora aerobia.

la Clorofila que es la trampa energética del fotosistema I, designan por el símbolo Р700, ya que el máximo de la absorción cae a él en 700 nanómetros. A la absorción del cuanto de luz un de los electrones Р700 pasa a un más alto nivel energético. En este estado él es capturado por el proteína que contiene los hierros y el azufre (FeS), a luego pasa al transportador, que se llama ferredoksinom. Más el electrón sigue por una de dos vías posibles. una vía (cíclico fotofosforilirovanie) consiste del traslado por etapas del electrón de ferredoksina atrás a Р70о a través de una serie de los transportadores intermedios, entre que hay flavoproteidy, que contienen la vitamina В2, y gemsoderzhashchie tsitohromy. Mientras que el electrón se traslada por eso a la vía cíclica, su energía se usa para la asociación P1 a ADP con la formación ATR. El oxígeno en cíclico fotofosforilirovanii no participa, y ya que el intercambio de gases entre el espacio interior de la hoja y la atmósfera no pasa, es teorético la fotosíntesis de tal tipo puede pasar y a los estomas cerrados. Cíclico fotofosforilirovanie - la única vía funcional de la fotosíntesis a luz monocromática con la longitud de la onda más de 700 nanómetros, porque la activación del fotosistema II es necesario una radiación más de onda corta. Sin embargo es difícil juzgarnos hasta ahora de, por cuanto el papel importante juega cíclico fotofosforilirovanie en las hojas.