Главная > Разное > Биология и квантовая механика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

17.2. Фотосинтезирующие центры в хлоропластах

Миграция энергии в хлоропластах к фотосинтезирующим центрам и последующий захват энергии этими центрами исключительно эффективны. Около 90% поглощенной солнечной энергии используется для фотосинтеза и менее чем 5% излучается в виде флуоресценции. Эти факты указывают, что как процесс собирания энергии реакционными центрами, так и световая часть реакции фотосинтеза происходит за время, значительно меньшее времени (10 0 с), необходимого для излучения света.

Какова природа фотосинтезирующих реакционных центров? Почему они работают с такой большой эффективностью? На эти вопросы пока еще нет окончательного ответа. В последние годи, однако, сделаны важные шаги в понимании световой стадии фотосинтеза.

Фотосинтезирующие реакционные центры принято обозначать где нижний индекс указывает длину волпы в нанометрах ( см) максимума длинноволновой полосы поглощения света. Так, в хлоропластах известны фотосинтезирующие центры в различных фотосинтезирующих бактериях имеются хлоропласты

Первоначальный этап фотосинтеза в хлоропластах заключается в отрыве электронов, за счет энергии светового кванта, от комплекса молекул хлорофилла а, входящих в реакционные фотосинтезирующие центры При этом образуются положительно заряженные парамагнитные центры о чем свидетельствуют спектры электронного парамагнитного резонанса [240, 241]. Оторвавшиеся электроны переносятся на первичные акцепторы природа которых в различных фотосинтезирующих системах еще не вполне установлена.

В восстановленном акцепторе АТ на энергетическом уровне (возможно, на нескольких уровнях), расположенном ниже возбужденного синглетного уровня электрон некоторое время задерживается — попадает в ловушку. Предполагается, что из ловушки электрон не может перейти в основное состояние, отдавая энергию излучению.

О наличии ловушек в активных центрах свидетельствует явление термолюминесценции зеленых листьев растений. Если листья растений, клетки водорослей или суспензию хлоропластов после

экспозиции на свету перенести в темную камеру, то с помощью чувствительных фотоумножителей можно обнаружить очень слабое свечение, затухающее в течение десятка секунд. Спектр свечения близок к спектру флуоресценции хлорофилла а. Кривые затухания можно аппроксимировать суммой нескольких экспонент.

Если освещение и последующее наблюдение проводить при температуре ниже 40° С, то послесвечение отсутствует. Однако при постепенном нагревании до комнатной температуры можно зарегистрировать несколько периодически возникающих и затухающих свечений

Термолюминесценция обусловлена переводом электрона, за счет энергии теплового движения, из ловушки на синглотный возбужденный уровень молекулы хлорофилла а. мере повышения температуры электроны освобождаются из более глубоких ловушек. Энергия активации сравнивается с половиной энергии красного кванта. Термолюминесцепция наблюдается и в том случае, когда предварительное освещение проводится при сравнительно низкой температуре.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление