Классификация углеводов и роль фотосинтеза в их образовании

Согласно современным данным, фотосинтез идет двумя путями, через образование разных промежуточных соединений, ключевыми среди которых являются фосфоглицериновая или щавелевоуксусная кислота (это еще один пример огромной роли кислот в метаболизме растений). Разные растения используют один из этих двух путей. Побочный продукт реакции — кислород — постоянно обогащает атмосферу, чем обеспечивается постоянство состава воздуха.

Суммарное уравнение фотосинтеза, разумеется, не дает никакого представления о его механизме. Это очень сложный, многоступенчатый процесс (рис. 62), инициируемый зеленым пигментом хлорофиллом, способным передавать энергию солнечного света электронам, переводя их в возбужденное состояние. В свою очередь, возбужденные электроны превращают протоны, всегда в некотором количестве присутствующие в живой клетке, в активные атомы водорода. Преобразование протонов в атомы приводит к смещению равновесия и накоплению гидроксильных ионов, которые в каталитических системах клетки разряжаются с образованием воды и кислорода (фотолиз воды). Итак, часть возбужденных (обогащенных солнечной энергией) электронов расходуется на фотолиз воды.

Другая часть таких возбужденных электронов затрачивается на образование важного вещества — аденозинтрифосфорной кислоты (сокращенно — АТФ). АТФ — универсальный переносчик энергии в биохимических системах живых организмов. Образование этого весьма сложно устроенного вещества осуществляется из всегда присутствующих в клетке «полуфабрикатов» — АДФ (аденозиндифосфорной кислоты) и остатков фосфорной кислоты. Их объединение сопровождается возникновением макроэргической (особо богатой энергией) связи:

АДФ + остаток фосфорной кислоты

Расщепление этой связи ведет к высвобождению запасенной энергии и образованию «полуфабрикатов» АДФ, способных при наличии новых возбужденных электронов вновь объединиться в АТФ.

В основном синтез АТФ и фотолиз воды происходят на свету (световая фаза фотосинтеза). Их осуществление является непосредственным результатом поглощения солнечной энергии хлорофиллом. Синтез же органических веществ приходится на темновую фазу процесса (см. рис. 62). Эта фаза также состоит из последовательных цепочек реакций, протекающих с участием органических катализаторов — ферментов. Образование молекул углеводов требует большого количества энергии. Она черпается из АТФ, синтезированной в световой фазе процесса. Таким образом, две фазы фотосинтеза — световая и темновая — неразрывны.

Итак, в процессе фотосинтеза:

образуются углеводы;
происходит синтез АТФ — вещества, в химических связях которого запасается энергия, расходуемая организмом в процессе жизнедеятельности;
выделяется атмосферный кислород.

<<< К началу Окончание >>>