Световая фаза в фотосистемах

Р₄₃₀

Повышение 2е^--

энергетического

уровня Ферридоксин

Q

НАДФ⁺

Цитохромы 2Н⁺ НАД Н₂

2е^--

2е^-- Темновая фаза

Реакционный центр

2е^-- Р₇₀₀

Антенные

молекулы

Фотосистема I Фотоны света

Реакционный центр

Р₆₈₀

2е^-- 2Н⁺ +¹ \ ₂О₂

Антенные

молекулы

Фотолиз Н_2О

Фотоны светаФотосистема II

Бактериальный фотосинтез

· Некоторые пигментосодержащие серобактерии ( пурпурные , зелёные ) , содержащие специфические пигменты – бактериохлорофиллы , способны поглощать солнечную энергию , с помощью которой сероводород в их организмах расщепляется и отдаёт атомы водорода для восстановления соответствующих соединений ( этот процесс имеет много общего с фотосинтезом и отличается толькл тем , что у пурпурных и зелёных бактерий донором водорода является сероводород ( Н S ) , изредка – карбоновые кислоты ,а у зелёных растений – вода )

· Такой бактериальный фотосинтез , который происходит без выделения кислорода , называется фоторедукцией или фотовосстановлением

· Фоторедукция углекислого газа связана с перенесением водорода не от воды , а от сероводорода

6СО₂ + 12Н₂S + свет = С₆Н₁₂ О₆ + 12S + 6Н₂О

q Поглощаясь зелёными растениями в форме солей серой кислоты , сера восстанавливается и входит в состав белковых молекул ; далее при разрушении отмерших растительных и животных остатков гнилостными бактериями сера выделяется в виде сероводорода , который окисляется серобактериями до свободной серы ( или серной кислоты ) , образующей в почве доступные для растений сульфаты

Сопоставление фотосинтеза и дыхания эукариот

Признаки	Фотосинтез	Дыхание
Используемые вещества   Итог процесса   Превращение энергии     Место образования АТФ   Важнейшие этапы процесса     Место осуществления процесса     Отношение к солнечному свету   Суммарное уравнение	СО2 , Н2О   Синтезируются органические вещества и выделяется свободный кислород ( в результате фотолиза воды )   Поглощается энергия света , которая преобразуется в энергию химических связей органических веществ ( в основном углеводов )   Хлоропласты   Световая и темновая фазы ( цикл Кальвина )   Хлоропласты растительных клеток     Происходит только на свету	Органические вещества , кислород   Разлагается органическое вещество , выделяются углекислый газ и вода     Высвобождается энергия химических связей органических веществ ( в основном углеводов ) , которая преобразуется в энергию макроэргических связей АТФ   Митохондрии   Гликолиз и кислородный процесс (цикл Кребса )   Гиалоплазма и митохондрии всех эукариотических клеток   Происходит и на свету и в темноте

Хемосинтиез

Хемосинтез– процесс синтеза органических соединений из неорганических ( СО₂ ) за счёт химической энергии , выделяющейся в результате окисления различных неорганических веществ : аммиака , сероводорода , серы , водорода и соединений азота ( в отличие от фотосинтеза , при котором источником энергии является солнечный свет )

· Источником водорода для восстановления углекислого газа в ходе хемосинтеза является вода

· Хемосинтез открыт русским учёным С. Н. Виноградским в 1887 г.

· Хемосинтез осуществляют аэробные бактерии , усваивающие СО₂

· Наибольшее значение имеют нитрифицирующие бактерии , способные окислять аммиак , образующийся при гниении органических остатков , сначала до азотистой , а затем до азотной кислоты :

2NН₃ + О₂ = 2НNО₂ + 2Н₂О + 663кДж

2НNО₂ + О₂ = 2НNО₃ + 143кДж

q Этот процесс сопровождается выделением энергии

q Азотная кислота , реагируя с минеральными соединениями почвы , образует нитраты , которые хорошо усваиваются растениями

· Бесцветные серобатерии окисляют сероводород и накапливают в своих клетках серу :

2Н₂S + О₂ = 2Н₂О + 2S + 272 кДж

q При недостатке сероводорода бактерии производят дальнейшее экзотермическое окисление серы до серной кислоты

2S + 3О₂ + Н₂О = 2Н₂SО₄ + 636кДж

· Железобактерии окисляют двухвалентное железо до трёхвалентного:

4FеСО₃ + О₂ + 6Н₂О = 4 Fе(ОН)₃ + 4СО₂ + 324кДж

· Водородные бактерии используют энергию , выделяющёюся при окислении молекулярного водорода

2Н + О₂ = 2Н₂О + 235кДж

· Высвобождающаяся в ходе реакций окисления энергия запасается бактериями - хемосинтетиками в виде молекул АТФ и используется для синтеза органических соединений ( восстановления СО₂ до органических веществ ) , который протекает сходно с реакциями темновой фазы фотосинтеза ( цикл Кальвина )