Фотосинтез

Процесс фотосинтеза протекает под воздействием энергии солнечного света в диапазонах длины волны 400-700 нм. Тимирязев доказал, что превращение СО2 на свету - фотохимический процесс, протекающий при поглощении света хлорофиллом [60]. В этом случае хлорофилл может рассматриваться в качестве сенсибилизатора. Интенсивное усвоение С02 наблюдается в красных и сине-фиолетовых лучах. Количество молекул С02 и Н20, участвующих в процессе фотосинтеза, пропорционально числу поглощённых квантов света.

Фотосинтез - это сложный окислительно-восстановительный процесс. За счет восстановления углекислого газа образуются углеводы, за счет окисления воды образуется кислород. Реакция, приводящая к получению глюкозы, протекает по схеме:

В присутствии естественного кофермента никотинамидаденин- динуклеотидфосфата (НАДО) отдельные молекулы хлоропластов на свету восстанавливают НАДО, при этом происходит выделение кислорода.

Молекула хлорофилла характеризуется двумя уровнями возбуждения [64]. Если в системе сопряженных двойных связей имеет место переход электрона на более высокий энергетический уровень, то можно говорить о первом уровне возбуждения. Если происходит возбуждение неспаренных электронов азота и кислорода в порфириновом кольце, то имеет место второй уровень возбуждения. Рис. 30 иллюстрирует переходы между возбужденными состояниями хлорофилла после поглощения квантов света [64].

Переходы между возбуждёнными состояниями хлорофилла

Рис. 30. Переходы между возбуждёнными состояниями хлорофилла

Около 99 % всего хлорофилла образует светособирающий (ССК) комплекс, выполняющий роль антенны. ССК, содержащий около сотни молекул хлорофилла, поглощает свет и передает энергию возбуждения на реакционный центр. В этом центре происходит первичная фотохимическая реакция, связанная с разделением зарядов.

Молекула хлорофилла поглощает солнечный свет с частотой порядка 10 раз в секунду [64]. Время переноса энергии между ближайшими молекулами хлорофилла (расстояние между ними составляет 1 —12

нм) имеет порядок МО с, тогда как время жизни возбужденной молекулы составляет 10 8 с [64].

Процесс фотосинтеза сложен и многообразен. Все тонкости и многочисленные детали фотосинтеза, а также влияние физикохимических факторов на процесс подробно описаны в [64]. Особое внимание уделяется влиянию фотосинтеза на урожай [64].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >