Светлавая фаза фотасінтэзу: прырода працэсу

Фотасінтэз як хімічнае з'ява ўяўляе сабой працэс, падчас якога адбываецца фарміраванне арганічных злучэнняў пры ўзаемадзеянні вады і вуглякіслага газу. Абавязковай умовай з'яўляецца праходжанне працэсу на святла, пры непасрэдным удзеле фотасінтэтычным рэчываў. Для расліннага свету такімі рэчывамі з'яўляюцца хларафіл, для бактэрый - бактериохлорофилл.

Гэтая рэакцыя па сваёй прыродзе многоэтапной і носіць квантавы характар. Многоэтапной праяўляецца ў тым, што ў ходзе фотасінтэзу паслядоўна працякаюць працэсы прыёму, пераўтварэння і выкарыстання прынятай квантавай энергіі святла. Адным з такіх пераўтварэнняў з'яўляецца працэс трансфармацыі вуглякіслага газу ў арганічнае рэчыва. А працэсам, падчас якога з'яўляюцца энерганасычаныя малекулы і АТФ-злучэння, называецца светлавая фаза фотасінтэзу. Галоўнай умовай і фактарам праходжання гэтай фазы з'яўляецца наяўнасць светлавой энергіі. Механізм забеспячэння такога пераўтварэння як светлавая фаза фотасінтэзу схематычна можна прадставіць наступным чынам. Хларафіл, які знаходзіцца на мембранах ў хларапластах раслін, паглынае светлавыя патокі сонечнай энергіі. Затым гэтая энергія спрыяе злучэнню элементаў фосфарнай кіслаты з элементамі малекул АТФ і АДФ. Аднак і на гэтым праца энергіі святла не сканчаецца. Акрамя ўздзеяння на працэс зліцця малекул, гэтая энергія дае магчымасць ажыццявіць рэакцыю расшчаплення элементаў вады. Тут светлавая фаза фотасінтэзу працякае ў выглядзе рэакцыі 2H20 = 4H + + 4e- + O2. Як бачым, вынікам гэтай рэакцыі выступае вылучыўся кісларод, які затым у вольнай форме проста паступае ў прыроднае асяроддзе.

Наступным этапам, падчас якога рэалізуецца светлавая фаза фотасінтэзу, з'яўляецца актывізацыя малекул хларафіла. У ходзе гэтага працэсу пад уплывам квантаў святла электрон малекулы хларафіла перамяшчаецца на больш высокі электронны ўзровень у структуры малекулы. Каталізатарамі і пераносчыкамі гэтага электрона выступаюць элементы бялкоў хларапласту. Праходзячы праз некаторую паслядоўнасць дадзеных бялкоў-пераносчыкаў, электрон малекулы хларафіла вымушаны губляць сваю энергію, і выдаткоўваецца яна на падтрыманне акісляльна-аднаўленчага працэсу ў малекулах АТФ.

Якія страцілі такім чынам сваю энергію і элементы (электроны), малекулы хларафіла аднаўляюцца за кошт далучэння электронаў, якія з'явіліся ў выніку праходжанні ўжо згадвальнай вышэй рэакцыі расшчаплення малекулы вады. Які ўтвараецца ж вадарод ў працэсе гэтага расшчаплення сінтэзуецца з іншым рэчывам, якое будзе здольна выконваць ролю яго транспортера ў межах хларапласту.

Расліны, натуральна, існуюць і ва ўмовах цемры, гэта значыць тады, калі паток светлавой энергіі адсутнічае. Таму адбываецца і Цем- навая стадыя фотасінтэзу, якая ажыццяўляецца ў прасторы, заключаным паміж абалонкай і тилакоидами хларапласту. Для гэтай фазы светлавая энергія не патрэбна, а сама рэакцыя складаецца з працэсаў паслядоўнай трансфармацыі малекул вуглякіслага газу, якія паступаюць іх атмасфернага паветра. Вынікам такіх пераўтварэнняў выступае фарміраванне малекул глюкозы, перш за ўсё, і іншых арганічных злучэнняў. Такімі злучэннямі з'яўляюцца амінакіслоты, нуклеатыдаў, а таксама ўсім вядомы гліцэрына.

Акрамя падзелу на фазы фотасінтэзу, у навуцы разглядаецца класіфікацыя дадзенага прыроднага працэсу па тыпах. Асноўнымі з іх з'яўляюцца С3-фотасінтэз, і С4-фотасінтэз, пры якiх утвараюцца, адпаведна, трох-і четырехуглеродные злучэння.