Фотосинтез С3 и С4 растений механизмы и регуляция - Эдвардс Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Р700 Р700+ -1-430-Н 530
И20 \ +815
2 °2
1 Болес детально некоторый т укнзшшмх здесь переносчиков элсктропои описаны в
гл. 4,
где Е° — значение потенциала при рН = 0, а Е'¦—его значение •при данном pH. Так, при pH = 7,0 значение потенциала для Н2/2И+ становится равным —0,42 (7-0,06). При необходимости изменения свободной энергии AF' можно получить из окислительно-восстановительного потенциала с помощью следующего уравнения:
AF'^nfAE', (2.9)
где п-—число переносимых электронов, f —число Фарадея ( = 23). Например, из табл. 2.3 видно, что Н2 может восстанавливать 02 (Нг+тг 02—ьН20); подставив в уравнение (2.9)
разность между соответствующими оккслителыю-восстанови-тельными потенциалами (—0,420 и -|-0,815) и значения я и f, мы получим
AF' — —2-23 ккал/В-[0,815В—(—0,420В)] = — 56,8 ккал (2.10)
Следует отметить, что энергия поступает в ВПФ-цикл в ходе только трех реакций, в остальных десяти реакциях энергия расходуется. Этот цикл вращается подобн-о обручу, подгоняемому палкой, Большинство «ударов» (все «удары» от NADPH2 и две трети от АТР) обеспечивают восстановление ФГК до цриозо-фосфата. 5/6 этого триозофосфата вновь окисляется до ФГК (гл. 6), поддерживая тем самым «вращающий момент» цикла.
3—234
ГЛАВА 3
Энергия и свет
3.1. С чего все начинается
В конечном счете источником энергии при фотосинтезе служит Солнце, где благодаря чрезвычайно высокой температуре происходит термоядерный синтез водорода, сопровождающийся выделением энергии. Часть этой энергии достигающей поверхности Земли, поступает с так называемым «видимым» светом (длина волны 400—700 ям). Эти пределы (рис. 3.1) определяются свойствам'и глаза человека, который лучше всего видит в зеленой области спектра и не способен воспринимать свет с длиной волны ниже 400 нм (верхняя граница ультрафиолетовой части спектра) и выше 700 им (нижняя граница ближнего инфракрасного света). [1 нм = 1 нанометр = 1/1 000 000 ООО метра = 10-9 метра. В системе СИ (разд. 2.6) обычно предпочитают использовать именно эту единицу, а не миллимикроны (ммк) или ангстремы (А), которые часто применялись ранее
Длина иолны, нм
Рис. 3.1. Что видит человек и что «видит» зеленое растение? Глаз человека воспринимает так называемый «видимый» свет, под которым понимают свет с длиной волны от 400 до 700 им; максимум светочувствительности приходится на длину волны 555 нм, Зеленое растение тоже использует для фотосинтеза видимый свет, по у него максимумы поглощения находятся в синей и красной областях спектра.
для обозначения такого порядка величин. 1 нм = 1 ммк=10 А.]
В этом отиошенип зеленые растения напоминают человека, поскольку они также неспособны использовать световую энергию вне указанного диапазона. Однако в отличие от глаза человека растения менее чувствительны к зеленому свету.
3.2. Свет — это волна
В некоторых отношениях свет ведет себя как движущаяся электромагнитная волна. Магнитную и электрическую компоненты можно рассматривать как волны с одновременно уменьшающейся и увеличивающейся амплитудой, которые распространяются в перпендикулярных друг другу плоскостях. Чем меньше расстояние между двумя максимумами X, тем больше частота волн v и энергия, Другими формами электромагнитного излучения являются 7-лучи и рентгеновские лучи (имеющие значительно более короткую длину волны, т, е. большую частоту, чем свет), а также тепловое излучение и радиоволны (они обладают большей длиной волны, чем свет; их обычно измеряют в метрах, а не нанометрах) (рис. 3.2 и 3.3).
Длниа волны К, частота v и скорость света связаны между собой соотношением
Я (hm)-v(c”1) = с(им-с-1). (3.1)
Частоту можно получить, разделив скорость света, которая постоянна в вакууме, на длину волны: v~c/%.
Рис. 3.2. Волновые свойства света. Длина волны света X — это расстояние между максимумами.
4 ¦ 10'а 7-10 ~5
________________________________\*№/__________________
10 l:j 10- ш 1СГ7 10"6 W’ 10-3 103
Космические Гамма-лучи Риитгомон- УФ«снст Имфра- Рг^иоиолны
лучи скиолучи красный
свог
Рис. 3.3. Разные виды электромагнитного излучения. Фотосиитетнчески активная радиация (ФАР) занимает лишь узкую полосу спектра.
3*
3.3. Свет — это поток частиц
Вместе с тем свет ведет себя как поток частиц. Ныотон и Эйнштейн придерживались именно такого представления, п мы могли бы описать свет только с этих позиций, однако, оставаясь в рамках данной концепции, мы совсем не отказываемся от рассмотренной выше. Когда достаточно надежные экспериментальные данные одновременно свидетельствуют в пользу двух противоположных концепций, часто оказывается, что обе они правильны. Поэтому, по крайней мере в настоящее время, мы можем считать, что не до конца понимаем природу света, и использовать в каждом случае наиболее приемлемую из этих двух концепций.
