Преобразование энергии при фотосинтезе

фотосинтез в зеленых растениях означает реакцию между окислителем СО2 и восстановителем Н20. Энергия, необходимая для реакции, подается светом. Первая стадия процесса состоит в поглощении света пигментами, среди которых наиболее важен хлорофилл.

Фотосинтез можно определить, как процесс фотоиндуцированного электронного транспорта, конечным результатом которого является усвоение СО2. Скорость фотосинтеза зависит от интенсивности падающего света I. Грубо говоря, скорость образования некоего субстрата пропорциональна числу поглощенных квантов. Этот неустойчивый субстрат преобразуется далее в ферментативных процессах. Опыт показывает, что для продукции одной молекулы О2 нужно n ~ 8 молекул субстрата. На один ферментативный комплекс или на одну молекулу обобщенного фермента {фото синтетическая единица) приходится около 300 молекул хлорофилла (50 в фотосиитезирующих бактериях).

Скорость фотосинтеза можно представить эмпирической формулой, подобной формуле Михаэлиса — Ментен:

где kE — константа скорости ферментативной реакции, п ~ 8, E — концентрация фермента.

Скорость v зависит от температуры K. При большой интенсивности падающего света I >> К наступает насыщение, Vmax = kEE/n, Величина kE находится путем измерения зависимости выхода O2 от продолжительности интервалов времени между вспышками l<t при импульсном освещении. Среднее время, необходимое для превращения одной молекулы субстрата, составляет ~0,02 с. Иными словами, kE = 1/0,02 = 50 (c-1).

Концентрация Е = [Сhl]/300, [Chl] — концентрация хлорофилла. Получаем Vmax = 50 [Chl]/n • 300 = 0,02 [Сhl] с-1. Максимальная скорость фотосинтеза при постоянном освещении равна одной молекуле О2 на молекулу хлорофилла за 50 с.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: