ФОТОСИНТЕЗ

ФОТОСИНТЕЗ
Суммарное уравнение, общий
вид
свет
12H20+6CO2C6H12O6+6H2O+6O2
Но возможны и варианты, например у серных
бактерий:
свет
2H2S+CO2(CH2O)+H2O+2S
В общем виде:
свет
2H2A+CO2(CH2O)+H2O+2A
Т.е. происходит разложение воды, а не углекислого
газа
ФОТОСИНТЕЗ: Стадии
Световые реакции

Смысл световых реакций в
преобразовании энергии солнечного
света в энергию химических Связей
(АТФ) и ox-red потенциала (НАДФН)
Тилакойды хлоропласта
Пигменты
Хлорофил - а
каратиноиды
Антенный комплекс. Фотофизическая стадия.
Понятие первичного и вторичного акцептора.
Chl+hν Chl*
Chl*+ChlChl+Chl*
Chl*+PChl+P*
D(P*A)BD(P+A-)B
D(P+A-)B D(P+A)BD(P+A)B-D+(PA)B-
Электронный транспорт в
мембране тилакойдов
1.Транспорт в ФС2
2.Фотолиз воды
3.Транспорт в b/f комплексе
4.Транспорт в ФС1
Световая стадия фотосинтеза
NADP+
NADP+ + 2H+ + 2e-
h
ферредоксин
X
(акц. Q 320 нм)
пластохинон
X (Р450, Fe и S)
цит. b6
X'
XY+
NADPH + H+
ADP
+ HPO42-
Y
h
хлорофилл Р680
ATP
хлорофилл Р700 I
(683 нм)
h
Y+
(Cu, пластоцианин)
Y' +
H2O
(донор Z
не идент.)
Chl1
2 H2O + 4 h
-
+
O2 + 4 e + 4 H
ADP
h
Chl1*
Chl1* + Y1
Chl1+ + Y1-
X1 + Chl1+
Chl1 + X1+
Mn Mn
ATP
Mn Mn
NADP+
цитохром
559
NADPH
CO2 + 4 e- + 4 H+
2 NADP+ + m ADP + m Pi + 2 H2O
m = 2 или 4
n h
n = 4 или 8
CH2O + H2O
2 NADPH + 2 H+ + m ATP + O2
Z-схема: Электронный транспорт В ФС2
В ФС2:
A=Phe (феофетин)
B=Qa=Qb=пластохинон
Фотолиз воды
P680-+Mnn+P680+Mn(n-1)+
2H20-4e--4H+O2
Транспорт в b/f комплексе
Транспорт в ФС1
Общая Z-схема фотосинтеза
Сопряжённый синтез АТФ
ADP+Pi+3H+inATP+H2O+3H+out
Итог световой стадии
фотосинтеза
+
2NADP +mPi+ADP+2H20
+
2NAPH+2H +mATP+O2
Темновые реакции фотосинтеза
1. Цикл Кальвина
 2. Фотодыхание
 С4 фотосинтез
 CAM фотосинтез

Цикл Кальвина. Ключевая стадия
Активация фосфорибулазы фосфорибулокиназой
CH2 OH
CH2 O
C
C
O
P
CH2 O
O
H C OH
C OH
H C OH
H C OH
H C OH
P
CH2 O
P
CH2 O
- H+
O
H C OH
H C OH
P
CH2 O
P
CH2 O
еноля
я тион
енольная
я
форма
кетоформа
-
C
C O
P
P
CH2 O
HO C:
HO C
HO C
H C OH
CH2 O
P
CH2 O
P
карбанион
Карбоксилирование рибулозо-1,5-бисфосфата rubisco
CH2 O
HO C:
C
P
-
O
C
O
O
образование
С-С свя зи
H C OH
CH2 O
P
CH2 O
1CH
P
2
HO C COO C
P
HO C COO 2
O
H
+ H2O
H C OH
CH2 O
O
P
3
-
COO
4
H C OH
5
CH2 O
P
Темновые реакции
6 ADP
6 CO2
6pCр(5)
фотосинтеза
2 С6 + 2 С3 = 2 С5 + 2 С4
1,5-рибулозодифосфат
12pC(3)
3-фосфоглицерат
2
2
С7 +
2
С3 =
2
С3 =
2
С7
4
С5
6pC(5)
рибулозо-5-фосфат
12 ATP
12 ADP
С4 +
6 ATP
12pCp(3)
1,3-дифосфоглицерат
12 NADPH
4pC(5)
рибозо-5-фосфат
+
ксилулозо-5-фосфат
12 NADP+
2 С6 + 6 С3 = 6 С5
6
С5
=5
12 HPO4
2-
12pC(3)
С6
фосфоглицеральдегид (2)
2pC(7)
седогептулозо-7-фосфат
(3)
2 HPO42-
3pC(3)
диоксиацетон- (3)
фосфат
(2) (2)
3pCр(6)
1,6-фруктозо- (2)
дифосфат
3 HPO42-
2pC(7)
седогептулозо-7-фосфат
2pC(4)
эритрозо-4фосфат
3pC(6)
фруктозо-6фосфат
2pC(5)
+ ксилулозо-5фосфат
гексозофосфат
CH2OH
C
O
CH2OH
CH2OH
C
HO C H
H C OH
O
C O
HO C H
H C OH
H C OH
CH2 O
P
фруктозо6-фосфат
CHO
CH2 O
H C OH
H C OH
H C OH
H C OH
H C OH
CH2 O
P
CH2 O
P
рибозо5-фосфат
рибулозо5-фосфат
ксилулозо5-фосфат
P
CH2OH
C
O
HO C H
CH2OH
CHO
C
H C OH
CH2 O
P
глицеральдегид3-фосфат
Суммарная
реакция :
O
CH2 O
P
диоксиацетонфосфат
12H2O + 6CO2
h
CHO
H C OH
H C OH
H C OH
H C OH
H C OH
CH2 O
CH2 O
P
эритрозо4-фосфат
P
седогептулозо7-фосфат
C6H12O6 + 6H2O + 6O2
6 рибулозо-1,5-дифосфат + 6 СО2 + 18 АТР + 12 NADPH + H+
6 рибулозо-1,5-дифосфат + гексозофосфат + 18 ADP + 17 Pi + 12 NADP+
Фотодыхание
Фотодыхание
Цикл Хэтча и Слэка, С4фотосинтез, САМ - фотосинтез
Строение листа С4-растения
Цикл Кальвина