ФОТОСИНТЕЗФОТОСИНТЕЗ

Суммарное уравнение, Суммарное уравнение, общий видобщий вид

12H20+6CO2C6H12O6+6H2O+6O2

Но возможны и варианты, например у серных бактерий:

2H2S+CO2(CH2O)+H2O+2S

В общем виде:

2H2A+CO2(CH2O)+H2O+2A

Т.е. происходит разложение воды, а не углекислого газа

свет

свет

свет

ФОТОСИНТЕЗ: Стадии ФОТОСИНТЕЗ: Стадии

Световые реакцииСветовые реакции

Смысл световых реакций в преобразовании энергии солнечного света в энергию химических Связей (АТФ) и ox-red потенциала (НАДФН)

Тилакойды хлоропластаТилакойды хлоропласта

ПигментыПигменты

Хлорофил - акаратиноиды

Антенный комплекс. Фотофизическая Антенный комплекс. Фотофизическая стадия. Понятие первичного и стадия. Понятие первичного и вторичного акцептора.вторичного акцептора.

Chl+hν Chl*Chl*+ChlChl+Chl*Chl*+PChl+P*D(P*A)BD(P+A-)BD(P+A-)B D(P+A)B-

D(P+A)B-D+(PA)B-

Электронный транспорт в Электронный транспорт в мембране тилакойдовмембране тилакойдов

1.Транспорт в ФС22.Фотолиз воды3.Транспорт в b/f комплексе4.Транспорт в ФС1

NADP+ + 2H+ + 2e- NADPH + H+

CO2 + 4 e- + 4 H+ CH2O + H2O

Chl1h

Chl1*

Chl1* + Y1 Chl1

+ + Y1-

X1 + Chl1+ Chl1 + X1

+

h

Световая стадия фотосинтеза NADP+

X'

Y' +

ферредоксин

(Р450, Fe и S)

(акц. Q 320 нм) пластохинон

(донор Zне идент.)

Mn Mn

Mn Mn

цитохром 559

хлорофилл Р700 I(683 нм)

h

(Cu, пластоцианин)

ATP

ADP+ HPO4

2-

хлорофилл Р680

цит. b6

h

2 H2O + 4 h O2 + 4 e- + 4 H+

ATP

ADP

NADP+ NADPH

2 NADP+ + m ADP + m Pi + 2 H2On h

2 NADPH + 2 H+ + m ATP + O2

m = 2 или 4 n = 4 или 8

X

Y+ Y

X-

X

Y+

H2O

Z-Z-схема: Электронный транспорт схема: Электронный транспорт В ФСВ ФС22

В ФС2:A=Phe (феофетин)B=Qa=Qb=пластохинон

Фотолиз водыФотолиз воды

P680-+Mnn+P680+Mn(n-1)+

2H20-4e--4H+O2

Транспорт в Транспорт в b/f b/f комплексекомплексе

Транспорт в ФСТранспорт в ФС11

Общая Общая Z-Z-схема схема фотосинтезафотосинтеза

Сопряжённый синтез Сопряжённый синтез АТФАТФ

ADP+Pi+3H+inATP+H2O+3H+

out

Итог световой стадии Итог световой стадии фотосинтезафотосинтеза

2NADP++mPi+ADP+2H202NAPH+2H++mATP+O2

Темновые реакции Темновые реакции фотосинтезафотосинтеза1. Цикл Кальвина2. ФотодыханиеС4 фотосинтезCAM фотосинтез

Цикл Кальвина. Ключевая Цикл Кальвина. Ключевая стадиястадия

CH2OH

C O

CH OH

CH OH

CH2 O P

C O

CH OH

CH OH

CH2 O P

CH2 O P

C

C OH

CH OH

CH2 O P

CH2 O P

OH C

C O

CH OH

CH2 O P

CH2 O P

OH C

C O

CH OH

CH2 O P

CH2 O P

OH -

C

C O

CH OH

CH2 O P

CH2 O P

OH - C

O

O

C

C O

CH OH

CH2 O P

CH2 O P

OH COO - C

O P

OH COO

H

CH2

-

COO

CH OH

CH2 O P

-

кетоформа енольнаяяя форма

- H+

еноляя т- ион

:

карбанион

:

образование С-С свя зи

+ H2O

1

2

3

4

5

Активация фосфорибулазы фосфорибулокиназой

Карбоксилирование рибулозо-1,5-бисфосфата rubisco

12 HPO42-

Темновые реакции

фотосинтеза

6pC(5)

рибулозо-5-фосфат

рибозо-5-фосфат+

ксилулозо-5-фосфат

4pC(5)

6pCр(5)

6 ATP

6 ADP

1,5-рибулозо- дифосфат

6 CO2

12pC(3)

3-фосфоглицерат

12pCp(3)

1,3-дифосфоглицерат

12 ATP

12 ADP

12 NADPH

12 NADP+

12pC(3)

фосфоглицер-альдегид (2)

2pC(7)

седогептулозо-7-фосфат

(2)

2pC(7)

седогептулозо-7-фосфат(2)

2pC(4)

эритрозо-4- фосфат

+ 2pC(5)

ксилулозо-5- фосфат

2 HPO42-

(3)

3pCр(6)

1,6-фруктозо- дифосфат

(3)

3pC(3)

диоксиацетон- фосфат

3 HPO42-

3pC(6)

фруктозо-6- фосфат

(2)

гексозофосфат

2 С6 + 2 С3 = 2 С5 + 2 С4

2 С4 + 2 С3 = 2 С7

2 С7 + 2 С3 = 4 С5

2 С6 + 6 С3 = 6 С5

6 С5 = 5 С6

CH2OH

C O

CH OH

CH OH

CH2 O P

C HHO

CH2OH

C O

CH OH

CH2 O P

C HHO

CH2OH

C O

CH OH

CH OH

CH2 O P

CHO

CH OH

CH OH

CH2 O P

CH OH

CHO

CH OH

CH2 O P

CH2OH

C O

CH2 O P

CH OH

CH OH

CH2 O P

CHO

CH OH

CH OH

CH2 O P

CH OH

C HHO

CH2OH

C O

фруктозо-6-фосфат

ксилулозо-5-фосфат

рибулозо-5-фосфат

рибозо-5-фосфат

глицеральдегид- 3-фосфат

диоксиацетон- фосфат

эритрозо-4-фосфат

седогептулозо- 7-фосфат

Суммарная реакция :

6 рибулозо-1,5-дифосфат + 6 СО2 + 18 АТР + 12 NADPH + H+

6 рибулозо-1,5-дифосфат + гексозофосфат + 18 ADP + 17 Pi + 12 NADP+

12H2O + 6CO2h C6H12O6 + 6H2O + 6O2

ФотодыханиеФотодыхание

ФотодыханиеФотодыхание

Цикл Хэтча и Слэка, С4-Цикл Хэтча и Слэка, С4-фотосинтез, САМ - фотосинтез, САМ - фотосинтезфотосинтез

Строение листа С4-растения

Цикл КальвинаЦикл Кальвина