Лекарственные средства
 
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ы
Э
Ю
Я
Лекарственные средстваОпределения на букву ФФотосинтез - определение и схемы фотосинтеза

Фотосинтез - определение и схемы фотосинтеза

ФОТОСИНТЕЗ (от фото... и греч. synthesis — соединение) — образование клетками автотрофных организмов органических веществ из неорганических при участии и за счет энергии солнечного света. У растений и цианобактерий донором электронов является вода и в процессе фотосинтеза выделяется кислород (оксигенный тип фотосинтеза). Фотосинтезирующие бактерии, использующие иные, чем вода, доноры электронов, кислород не выделяют (аноксигенный). Обязательное условие оксигенного фотосинтеза — наличие фотосистем I и II, где главным компонентом является пигмент хлорофилл в двух ею модификациях: a и b. Фотосинтез и продукты превращения углеводов служат основой биосинтеза биологически активных веществ в растениях. Суммарная реакция фотосинтеза имеет следующий вид:

реакция фотосинтеза

Фотосинтез включает две фазы — световую, связанную со светом и пигментами и проходящую в гранах, и темновую фазу, не требующую ни света, ни пигментов и осуществляющуюся в строме. Световая фаза заключается в образовании восстановительного потенциала в виде восстановленной формы NADPH и запаса энергии в виде АТР. Темновая фаза заключается в фиксации СО2 и ее восстановлении до углевода. При этом расходуются поступившие в строму NADPH и АТР и все реакции катализируются специфическими ферментами. Известны три разных механизма темновых реакций фотосинтеза у высших растений. Основной механизм — фиксация СО2 в цикле фотосинтетического восстановления углерода, называемого циклом Кальвина. В последнее время его стали называть С3-путем или С3-типом фотосинтеза.

Ключевая реакция цикла Кальвина — взаимодействие СО2 с D-рибулозо-1,5-дифосфатом (РДФ), в результате чего получается 3-фосфоглицериновая кислота (3-ФГК), которая фосфорилируется с образованием 1,3-дифосфоглицериновой кислоты (1,3-ДФГК) с участием АТР, синтезированной в световой фазе фотосинтеза. Далее 1,3-ДФГК восстанавливается при посредстве NADPH до 3-фосфоглицеринового альдегида (3-ФГА). На этой стадии СО2 уже восстановлена до триозофосфата, т. е. до уровня углевода. Затем 3-ФГА частично изомеризуется в фосфат дигидроксиацетона (ДГАФ).

При взаимодействии ДГАФ и 3-ФГА получается фруктозо-1,6-дифосфат, затем преобразующийся в фруктозо-6-фосфат.

Таким образом, синтезируется фосфат гексозы, который либо идет на образование крахмала или др. полисахаридов, либо превращается в фосфаты др. сахаров или потребляется на другие нужды растительного организма.

Однако для того чтобы снова могла осуществиться фиксация СО2, необходима регенерация ее акцептора, т. е. дифосфата рибулозы. В результате ферментативных превращений фосфата глицеринового альдегида, фосфата дигидроксиацетона и фруктозодифосфата в качестве промежуточных соединений возникают эритрозофосфат, седогептулозофосфат, а также фосфаты ксилулозы и рибозы, которые затем превращаются в рибулозо-1,5-дифосфат — акцептор СО2.

На схеме 1 представлен цикл восстановления углерода при фотосинтезе, или цикл Кальвина.

Схема 1. Цикл восстановления углерода при фотосинтезе, или цикл Кальвина (по Гудвину и Мерсер, 1986)

Схема фотосинтеза

Рассмотренный путь восстановления СО2 — главный, но не единственный. Образовавшиеся в процессе фотосинтеза запасные полисахариды потребляются растением на путях дыхания и брожения. Эти процессы — источник энергии, источник многочисленных лабильных соединений, которые синтезируются в качестве промежуточных продуктов и вместе с тем служат исходным материалом для разнообразных синтетических реакций.

Полисахариды подвергаются гликолизу, который происходит по реакциям, свойственным фотосинтезу, но идущим в обратном направлении с участием других ферментов до образования глицериновой кислоты. Глицериновая кислота далее может подвергаться различным превращениям, в т. ч. окисляться до ацетила. Ацетил, активированный СоА, включается в многочисленные процессы биосинтеза. Ацетил-СоА получается не только на путях окисления углеводов, но и на путях окисления жирных кислот и аминокислот.

На схеме 2 приведены упрощенные пути биосинтеза разных групп действующих веществ, неразрывно связанные с фотосинтезом.

В этой схеме ацетил-СоА занимает центр, место и идет на построение разнообразных биологически активных веществ.

 

Схема 2. Упрощенная схема путей биосинтеза групп действующих веществ в С3-растениях

Упрощенная схема фотосинтеза




Другие определения на букву «Ф»:

Фальк Иоган Петр
Фасоль обыкновенная
Фейхоа
Феллодендрон амурский (бархат амурский, амурское пробковое дерево)
Фенхель обыкновенный (укроп аптечный, укроп волошский)
Ферула вонючая
Фиалка полевая
Фисташка настоящая (фисташковое дерево)
Фитолакка американская (лаконос американский)
Фототропизм

Система Orphus