Фотасінтэз раслін і яго асаблівасці

Фотасінтэз раслін ўяўляе сабой складаны фізіка-біяхімічны працэс, дзякуючы якому расліны ператвараюць электрамагнітную энергію, якая знаходзіцца ў сонечных промнях, у хімічную энергію, якую выкарыстоўвае ў арганічных злучэннях. У аснове гэтага працэсу ляжыць ланцужок акісляльна-аднаўленчых хімічных рэакцый, у выніку якіх электроны пераносяцца ад донараў-аднаўляльнікаў, якімі з'яўляюцца вадарод і вада, да акцептор, што ўяўляюць сабой акісляльнікі. Пры гэтым ўтвараюцца вугляводы і вылучаецца O2 пры акісленні вады.

Фотасінтэз раслін мае дзве паслядоўных стадыі. Першая стадыя называецца светлавой (фотахімічных). На гэтым этапе квантавая светлавая энергія пераўтворыцца ў хімічную энергію для сувязяў высокаэнергетычных злучэнняў, а таксама ў універсальны аднаўляльнік. На другой стадыі, якая мае назву темновой (метабалічнай), атрыманая хімічная энергія і універсальны аднаўляльнік праходзяць цыкл для фіксацыі і аднаўлення вуглекіслаты, у выніку чаго ўтвараюцца вугляводы. Механізм фотасінтэзу падзяляе светлавую і темновых стадыі не толькі ў часе, але і ў прасторы. Светлавой этап праходзіць у спецыяльных тилакоидных энергопреобразующих мембранах, у той час як темновых рэакцыі праходзяць альбо ў стромой хларапласту, альбо ў цытаплазме.

Фотасінтэз і дыханне раслін грунтуецца на паглынанні светлавых квантаў, дзе асноўную ролю адыгрываюць хларафіл, спектр паглынання якіх уключае бачную вобласць, а таксама блізкія да яе часткі інфрачырвоных і ўльтрафіялетавых абласцей. Асноўным пігментам для ўсіх раслін, якія ажыццяўляюць фотасінтэз, з'яўляецца хларафіл а. Зялёныя водарасці, імхі і сасудзістыя расліны маюць яшчэ і хларафіл b, які пашырае паглынае светлавой спектр. Некаторыя віды водарасцяў ўтрымліваюць таксама хларафіла c і d. Акрамя хларафіл, у працэсе паглынання святла прымаюць таксама ўдзел кароціноіды і фикобилины.

Пасля паглынання святла надыходзіць фотахімічны этап, у якім прымаюць удзел дзве фотосистемы тыпаў I і II (ФС1 і ФС2). Кожная з фотосистем складаецца з рэакцыйнага цэнтра, дзе адбываецца падзел зарадаў, электротранспортной ланцуга, дзе адбываецца акісленне электронаў, і набору кампанентаў, якія выконваюць працэсы па фотоокислению вады і рэгенерацыі рэакцыйнага цэнтра. У рэакцыйных цэнтрах квантавая светлавая энергія пераўтворыцца ў хімічную, а далей электроны рухаюцца згодна градыенце электрахімічнага патэнцыялу, які прадстаўляе сабой электрон-транспартную ланцужок фотасінтэзу.

Фотосистема тыпу II выконвае рэакцыі па фотоокислению вады, у выніку чаго ўтвараецца кісларод і пратон Н +. Паралельна фотасінтэтычным транспарце электронаў адбываецца працэс пераносу пратонаў з хларапласту ць внутритилакоидную вобласць. У выніку рэакцый утвараюцца НАДФН і АТФ, якія з'яўляюцца першаснымі прадуктамі фотасінтэзу. Далей фотасінтэз раслін утварае ферментатыўныя рэакцыі, пры якіх з вуглекіслатой атрымліваюцца вавёркі, вугляводы і тлушчы. Калі ж темновой метабалізм мае неуглеводную накіраванасць, то ўтворацца амінакіслоты, арганічныя злучэнні і вавёркі.

Метабалічныя працэсы па тыпу фіксацыі CO2 падпадзяляюцца на С3-, С4- і САМ-фотасінтэз. Пры гэтым вугляводы, якія ўтвараюцца на темновой стадыі фотасінтэзу, могуць адкласціся ў хларапластах ў выглядзе злучэнняў крухмалу, выйсці з хларапластаў для адукацыі новых клетак, выконваць функцыі крыніцы энергіі для метабалічных рэакцый.

Фотасінтэз раслін выкарыстоўвае толькі 1-2 адсоткі паглынутай светлавой энергіі. На інтэнсіўнасць працэсу фотасінтэзу ўплывае спектральны склад і інтэнсіўнасць святла, тэмпература, водны рэжым расліны і яго мінеральнае харчаванне, канцэнтрацыя СО2 і О2, а таксама іншыя фактары навакольнага асяроддзя.