Фотосистемы.

В хлоропластах хлорофилл и другие пигменты, погруженные в тилакоиды, собраны в функциональные единицы, называемые фотосистемами. Каждая фотосистема содержит около 250 - 400 молекул пигмента. Все пигменты фотосистемы могут поглощать фотоны, но только одна молекула хлорофилла данной фотосистемы может использовать поглощенную энергию в фотохимических реакциях. Эта молекула хлорофилла называется реакционным центром, а другие молекулы пигментов называются антенными, поскольку они подобно антеннам собирают свет.

Имеются доказательства существования двух типов фотосистем. В фотосистеме I реакционный центр образовал специфической молекулой хлорофилла а и обозначается как Р700 (Р означает пигмент, 700 - оптимум поглощения, нм). Реакционный центр фотосистемы И тоже образован специфической молекулой хлорофилла а и обозначается Р680. В целом обе фотосистемы работают синхронно и непрерывно. Однако фотосистема I может функционировать отдельно.

Оптимальность фотосинтеза по параметрам среды достигается путем включения или выключения различных фотосистем, каратиноидови фико- билинов. Например, есть водоросли, у которых соотношение различных фикобилинов меняется в зависимости от спектрального состава света. Такие водоросли при освещении светом разных длин волн меняют свою окраску. Это явление получило название хроматической адаптации. Подобная приспособляемость позволяет водорослям, растущим на разной глубине, поглощать достаточно света, необходимого для фотосинтеза.

Путь углерода в фотосистеме.

В настоящее время известны так называемые Q-путь, Сд-путъ фиксации СО? и фотосинтез по типу толстянковых (САМ-метаболизм), Сз-путь назван потому, что первыми стабильными продуктами фотосинтеза является трехуглеродное соединение - фосфоглицериновая кислота, а у С -растений (сахарный тростник, кукуруза, сорго) четырехуглеродные органические кислоты (щавелевая, яблочная и аспарагиновая), С увеличением освещенности интенсивность ассимиляции у так называемых Сз-растений сначала повышается, а затем, достигнув оп
ределенного уровня, остается неизменной; у С4-растений интенсивность продолжает повышаться, хотя, впрочем, и следует по [1]закону убывающей прибыли" (рис. 3.4).

По эффективности использования воды (т.е. по количеству связанного углерода на единицу израсходованной при транспирации воды) С4-расгения могут превосходить Сз-растения в два раза. Уместен вопрос: отчего же растения типа С^ столь эффективно использующим воду не удалось занять доминирующего положения в растительном мире? Противостоящие выгодам издержки весьма очевидны.

Интенсивность фотосинтеза у Сг и Сд-растегаш

Интенсивность потока фотонов, мхм

Рис. Интенсивность фотосинтеза у Сг и Сд-растегаш

Для Gi-фотосинтеза характерна высокая точка светового насыщения^ при низких значениях освещенности такой фотосинтез неэффективен, поэтому С,грастения плохо растут в тени. Кроме того, температурные оптимумы для роста С^растениЙ выше, чем у Сз-растений, и большая часть Сд-растений растет в засушливых областях или в тропиках. Быть может самая замечательная особенность С4-растений состоит в том, что высокая эффективность использования воды, судя во всему, служит у них не для ускоренного роста побегов, а для того, чтобы направлять большую, чем у Сз-растений, часть пластических веществ на формирование корневой системы. Это обстоятельство, по-видимому, косвенно указывает на то, что сама по себе скорость ассимиляции углерода не принадлежит к числу основных факторов, лимитирующих рост растений, и что куда более важную роль играет нехватка воды и (или) элементов минерального питания.

[1] Максимальная скорость фотосинтеза Ранее скорость поглощения СО* лимитируют не фотохимические, а ферментативные процессы и приток СОа



Нашли неточность, аошибку в тексте?

Выделите текст и нажмите
Ctrl + Enter и напишите вашу версию текста.
Спасибо.

Мы бесплатно разместим статьи, тексты, книги, публикации

ekologiyastati.ru@gmail.com