Question

Почему темновая фаза фотосинтеза протекает практически одновременно со световой?

Answer 1

У высших растений органом фотосинтеза является лист, органоидами фотосинтеза — хлоропласты (строение хлоропластов — лекция №7). В мембраны тилакоидов хлоропластов встроены фотосинтетические пигменты: хлорофиллы и каротиноиды. Существует несколько разных типов хлорофилла (a, b, c, d), главным является хлорофилл a. В молекуле хлорофилла можно выделить порфириновую «головку» с атомом магния в центре и фитольный «хвост». Порфириновая «головка» представляет собой плоскую структуру, является гидрофильной и поэтому лежит на той поверхности мембраны, которая обращена к водной среде стромы. Фитольный «хвост» — гидрофобный и за счет этого удерживает молекулу хлорофилла в мембране.

Хлорофиллы поглощают красный и сине-фиолетовый свет, отражают зеленый и поэтому придают растениям характерную зеленую окраску. Молекулы хлорофилла в мембранах тилакоидов организованы в фотосистемы. У растений и синезеленых водорослей имеются фотосистема-1 и фотосистема-2, у фотосинтезирующих бактерий — фотосистема-1. Только фотосистема-2 может разлагать воду с выделением кислорода и отбирать электроны у водорода воды.

Фотосинтез — сложный многоступенчатый процесс; реакции фотосинтеза подразделяют на две группы: реакции световой фазы и реакции темновой фазы.

Световая фаза

Эта фаза происходит только в присутствии света в мембранах тилакоидов при участии хлорофилла, белков-переносчиков электронов и фермента — АТФ-синтетазы. Под действием кванта света электроны хлорофилла возбуждаются, покидают молекулу и попадают на внешнюю сторону мембраны тилакоида, которая в итоге заряжается отрицательно. Окисленные молекулы хлорофилла восстанавливаются, отбирая электроны у воды, находящейся во внутритилакоидном пространстве. Это приводит к распаду или фотолизу воды:

Н2О + Qсвета → Н+ + ОН—.

Ионы гидроксила отдают свои электроны, превращаясь в реакционноспособные радикалы •ОН:

ОН— → •ОН + е—.

Радикалы •ОН объединяются, образуя воду и свободный кислород:

4НО• → 2Н2О + О2.

Кислород при этом удаляется во внешнюю среду, а протоны накапливаются внутри тилакоида в «протонном резервуаре». В результате мембрана тилакоида с одной стороны за счет Н+ заряжается положительно, с другой за счет электронов — отрицательно. Когда разность потенциалов между наружной и внутренней сторонами мембраны тилакоида достигает 200 мВ, протоны проталкиваются через каналы АТФ-синтетазы и происходит фосфорилирование АДФ до АТФ; атомарный водород идет на восстановление специфического переносчика НАДФ+ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат) до НАДФ·Н2:

2Н+ + 2е— + НАДФ → НАДФ·Н2.

Таким образом, в световую фазу происходит фотолиз воды, который сопровождается тремя важнейшими процессами: 1) синтезом АТФ; 2) образованием НАДФ·Н2; 3) образованием кислорода. Кислород диффундирует в атмосферу, АТФ и НАДФ·Н2транспортируются в строму хлоропласта и участвуют в процессах темновой фазы 

1 — строма хлоропласта; 2 — тилакоид граны  вот тебеэто подойдёт 

Answer 2

Фотосинтез и его фазы

Фотосинтез - это процесс, в результате которого растения, водоросли и определенные бактерии используют световую энергию для превращения углекислого газа и воды в органические вещества, такие как глюкоза, и кислород. Фотосинтез состоит из двух основных фаз: световой и темновой.

Световая фаза фотосинтеза: - В световой фазе фотосинтеза световая энергия поглощается хлорофиллом и используется для разложения воды на кислород, протоны и электроны. - Этот процесс происходит в тилакоидах хлоропластов и называется фотофосфорилированием. - Электроны, полученные в результате разложения воды, используются для создания энергии в виде АТФ и НАДФН.

Темновая фаза фотосинтеза: - В темновой фазе фотосинтеза происходит фиксация углекислого газа и синтез органических соединений, таких как глюкоза. - Этот процесс происходит в стоматах хлоропластов и зависит от энергии, накопленной в световой фазе. - Темновая фаза фотосинтеза не требует прямого участия света, но зависит от продуктов световой фазы, таких как АТФ и НАДФН.

Одновременность темновой и световой фаз фотосинтеза

Темновая фаза фотосинтеза практически одновременна со световой фазой из-за нескольких причин: - Продукты световой фазы, такие как АТФ и НАДФН, необходимы для темновой фазы фотосинтеза. - Темновая фаза фотосинтеза зависит от энергии, накопленной в световой фазе. - Обе фазы фотосинтеза происходят в хлоропластах растительных клеток.

Таким образом, световая и темновая фазы фотосинтеза тесно связаны и происходят практически одновременно, хотя сами процессы в них различны и зависят от различных факторов