Вики статья учащегося Эколог 1

Автор

Иванов Вячеслав

Проблемный вопрос

Первичные процессы фотосинтеза

Цели исследования

Рассмотреть первичный процесс фотосинтеза как химическую реакцию

Результаты проведённого исследования

Под фотосинтезом понимают происходящее в клетках фототрофных организмов преобразование световой энергии в биохимически доступную энергию (АТР) и восстановительную силу [NAD(P)H2], а также свя занный с этим синтез клеточных компонентов. Фотосинтетическое фос-форилирование и фотосинтетическое восстановление пиридиннуклеоти-да-это процессы, ведущие к образованию первых стабильных продук тов фотосинтеза.

К такому пониманию пришли в результате экспериментальных и теоретиче ских исследований, основанных главным образом на сравнении фотосинтеза у фототрофных бактерий и у зеленых растений. После того как Виноградский (1888) установил, что для некоторых бактерий источником энергии при ассими ляции С02отнюдь не всегда служит свет, а Энгельман (1883-1888) на основании своих физиологических исследований отнес пурпурные бактерии к фототрофныморганизмам, Будер (1919) показал, что эта группа бактерий обладает новым, не известным ранее типом метаболизма. Серные и несерные пурпурные бактерии ассимилируют С02 или органические вещества на свету. Однако такого рода фотосинтез существенно отличается от фотосинтеза высших растений: 1) вода здесь не может служить донором водорода, и поэтому такой фотосинтез не со провождается выделением 02; 2) бактерии используют в качестве доноров водо рода не воду, a H2S или органические вещества.

Количественные исследования, проведенные на пурпурных серобактериях (ван Ниль, 1931). позволили вывести уравнение ассимиляции:

С02 + 2H2S ^ <СН20> + Н20 + 2S

2С02 + H2S + 2Н20 Л 2<СН20> + H2S04

Если сравнить первое из этих уравнений с уравнением, описывающим фотосин тез у зеленых растений, можно заметить удивительную аналогию: У Chromatium

С02 + 2H2S hZ <CH20> + Н20 + 2S У зеленых растений

С02 + 2Н20 hZ <CH20> + Н20 + 20

Вывод

В результате рассмотрения данного вопроса можно сделать вывод то в бактериальном фотосинтезе роль во ды выполняет сероводород. Выведенное отсюда общее уравнение фотосинтеза

hv

С02 + 2Н2А - <СН20> + Н20 + 2A

позволило выдвинуть гипотезу, согласно которой в основе всякого фотосинтеза лежит один и тот же первичный процесс, а разные типы фотосинтеза отличают ся друг от друга только природой донора водорода (вода, сероводород или ор ганические вещества). Этот общий первичный процесс видели сначала в фотоли зе воды (Н20 + hv -» [Н] + [ОН])-в разложении ее на восстановительный и окислительный компоненты. Считали, что бактерии нуждаются в экзогенном доноре водорода Н2А, с помощью которого они восстанавливают окисли тельный компонент до воды, тогда как зеленые растения приобрели способность отщеплять от окислительного компонента кислород (4[ОН] -> 2Н20 + 02). Сейчас от этой концепции, рассматривающей разложение воды как первичный процесс фотосинтеза, пришлось отказаться, однако идея о переносе восстанови тельных эквивалентов с помощью энергии света сохраняется и в современной теории фотосинтеза.