Накопление кислорода в атмосфере

Появление и накопление 02 в атмосфере связано с жизнедеятельностью зеленых растений. Ежегодно в ходе фотосинтеза кислород поступает в атмосферу в количестве 70— 120 млрд. т. Этот кислород необходим для дыхания всех гетеротрофов.

5.Озоновый экран. Еще одно важнейшее следствие выделения растениями кислорода — образование озонового экрана в верхних слоях атмосферы на высоте около 25 км.. Озон задерживает большую часть ультрафиолетовых лучей (240 — 290 нм), губительно действующих на все живое.

24. С3 -путь фотосинтеза(С3-цикл)(цикл Кальвина) - этот способ ассимиляции СО2 присущ всем растениям расшифрован Мелвином Кальвином (1946 – 1956).

Цикл Кальвина можно разделить на фазы:

1) карбоксилирующий - РДФ + СО2 → 2ФГК

2) восстановительный - ФГК → ФГА

3) регенерирующий - ФГА → РДФ

Первая фаза — карбоксилирование. Эта реакция катализируется ферментом рибулозобисфосфат-карбоксилазой/ оксигеназой (РБФ-карбоксилаза/оксигеназа. Особенностью ферментаàкатализируемая им реакция является самой медленной стадией в цикле фиксации углекислоты. В активное состояние фермент переходит при освещении хлоропластов. При взаимодействии РБФ с С0₂ образуется сначала промежуточное нестойкое шестиуглеродное соединение, которое затем распадается на две молекулы ФГК (фосфоглицериновая кислота). Образовавшаяся ФГК — это органическая кислота, и ее энергетический уровень ниже уровня Сахаров. Поэтому это соединение не может непосредственно превращаться в углеводы. Необходимо превращение его в трехуглеродный сахар — фосфоглицериновый альдегид (ФГА).

Вторая фаза — восстановление. Дальнейшие превращения ФГК требуют участия продуктов световой фазы фотосинтеза: АТФ и НАДФН + Н⁺. Реакция идет в два этапа. 1-происходит реакция фосфорилирования 3-ФГК. Донором фосфатной группы является АТФ. АТФ требуется здесь в качестве дополнительного источника энергии. Образуется 1,3-дифосфоглицериновая кислота. Реакция катализируется ферментом фосфоглицерокиназой.

Образовавшееся соединение — дифосфоглицериновая кислота — обладает более высокой реакционной способностью, содержит макроэргическую связь, полученную от АТФ. Затем карбоксильная группировка этого соединения восстанавливается до альдегидной с помощью триозофосфатдегидрогеназы, коферментом которой служит НАДФ.

Образовавшийся ФГА является по уровню восстановленным углеводом. Это соединение вступает в две последние фазы. Пять молекул ФГА используется на регенерацию акцептора РБФ для того, чтобы фиксация С0₂ могла снова осуществляться. Оставшаяся шестая молекула вступает в фазу «синтеза продуктов», где превращается в более сложные соединения (углеводы, аминокислоты и др.).

25. Фаза регенерации акцептора углерода в С-3…….Регенерирующий этап

ФГА → РДФ

Дальнейшее превращение ФГА может происходить 4 путями

Путь

ФГА частично превращается в фосфодиоксиацетон (ФДА) в клетку поступают две наипростейшие формы сахаров: альдоза и кетозатрехуглеродные сахара (триозосахара) с присоединенной к ним фосфатной группой; содержат больше химической энергии, чем ФГК. Это первые углеводы, которые образуются при фотосинтезе.

Путь

ФДА соединяется с другой молекулой ФГА и образуется молекула фруктозо-1,6-дифосфата (ФДФ)

ФДФ дефосфорилируется - превращается во фруктозо-6-фосфат (Ф-6-Ф) ф6ф может выйти из цикла и использоваться для синтеза запасных форм углеводов: сахарозы, крахмала, других полисахаридов.

Путь

ФГА может реагировать с эквимолярным количеством Ф-6-Ф, в результате образуются равные количества ксилулозо-5-фосфата и эритрозо-4-фосфата (транскетолаза) эритрозо-4-фосфат реагирует с равным количеством ФГА и образуется седогептулозо-1,7-дифосфат (альдолаза) которая дефосфорилируется до седагептулозо-7-фосфата с участием седогептулозодифосфатазы.

Путь

Реакция ФГА с седогептулозой-7-фосфат с образованием равных (эквимолярных) количеств рибозо-5-фосфата и ксилулозо-5-фосфата ксилулозо-5-фосфат эпимиризуется, а рибозо-5-фосфат (РФ) изомеризуется до рибулозо-5-фосфата (РбФ) РбФ фосфорилируется за счет АТФ и образуется Рб-1,5-диФ – первичное соединение цикла Кальвина (акцептор СО2). В этих реакциях тратится еще 3 молекулы АТФ.