Участие НАДФ в образовании энергии PDF Печать E-mail

Другой путь передачи энергии возбужденного электрона приводит к образованию необходимых клетке питательных веществ. Два электрона от двух возбужденных молекул хлорофилла захватывает НАДФ, тот самый НАДФ, с которым мы познакомились при изучении процессов окисления в клетке. После захвата двух электронов, несущих отрицательные заряды, НАДФ приобретает способность присоединять два положительно заряженных иона водорода; в результате, НАДФ превращается в НАДФ-Н2.

Таким образом энергия солнечного света используется для образования химической связи между водородом и НАДФ. Необходимые для этого ионы водорода берутся из воды, присутствующей в клетке. В воде вследствие некоторой диссоциации ее молекул всегда содержатся ионы водорода и гидроксила.

Теперь возникают две проблемы. Первая заключается в том, чтобы как-то возместить отданные хлорофиллом электроны, заключенные в связях НАДФ-Н2 — Ведь оставаясь в ионизованном состоянии, хлорофилл не может участвовать в дальнейшем поглощении солнечной энергии. Вторая проблема связана с нарушением ионного баланса воды из-за связывания протонов в реакции образования НАДФ-Н2. Необходимо предотвратить действие на клетку постоянно увеличивающегося избытка гидроксильных ионов.

Обе эти проблемы решаются одновременно. Два иона гидроксила отдают свои электроны на цитохромы, которые переносят их на хлорофилл. При этом переносе электронов освобождается энергия, достаточная для синтеза двух молекул АТФ. Ионы ОН реагируют между собой с образованием воды и кислорода. Вода служит неисчерпаемым источником ионов водорода, необходимых для фотосинтеза, в силу того что степень ее ионизации постоянна, и поэтому, чем больше ионов используется в ходе фотосинтеза, тем больше молекул воды распадается на ионы.

Итак, энергия солнечного света улавливается и преобразуется клеткой в форме химических фосфатных связей АТФ и связей водорода с НАДФ. Поскольку этот процесс протекает при непосредственном участии света, он получил название световой фазы фотосинтеза. Дальнейший синтез питательных веществ уже не требует участия света и называется поэтому темновой фазой фотосинтеза. В ходе этой реакции на образование одной молекулы глюкозы используются 5 молекул НАДФ-Н2.

Для темновой фазы фотосинтеза требуется углекислый газ. Благодаря энергии, заключенной в АТФ и НАДФ-Н2, происходит присоединение водорода к углекислому газу и образование связей между атомами углерода. Одновременно присоединяется фосфатная группа и в результате образуется фосфоглицериновый альдегид (ФГА). Однако ФГА химически очень активен и поэтому не удобен для транспортировки или накопления. В клетке образовавшийся ФГА тотчас же превращается в более стабильный продукт — глюкозу. Одна молекула глюкозы образуется из двух молекул ФГА и водорода воды.

Интересные статьи по биологии:

1) Эмульсии и коллоидные растворы

2) Компоненты атома