Что такое фотосистемы и какие реакции происходят в них во время фотосинтеза?

Фотосистемы — это комплексы белков и пигментов, которые играют ключевую роль в процессе фотосинтеза у растений и некоторых бактерий. Они находятся в тилакоидах, внутри хлоропластов, и выполняют фотохимическую реакцию, в результате которой поглощается световая энергия и преобразуется в химическую энергию.

Во время фотосинтеза происходят две основных реакции: фотофосфорилирование и фотолиз воды.

1. Фотофосфорилирование: В фотосистеме II (PSII) световая энергия поглощается пигментом хлорофилла, что приводит к возникновению электронных возбуждений. Эти электроны передаются по цепи электрон-переносчиков, называемой цепью переноса электронов. В процессе передачи электронов происходит синтез АТФ (аденозинтрифосфата) — основного энергетического носителя в клетке.

2. Фотолиз воды: В фотосистеме I (PSI) электроны, потерянные фотосистемой II, восстанавливаются электронами, поступающими из фотолиза воды. При фотолизе воды молекула воды расщепляется на молекулу кислорода, протоны (водородные ионы) и электроны. Электроны передаются через ферредоксин к ферменту НАДФ+ редуктазе, где они используются для преобразования НАДФ+ в НАДФН (восстановленная форма НАДФ+).

Таким образом, фотосистемы II и I работают совместно, обеспечивая перенос электронов и создание химической энергии в виде АТФ и НАДФН. Эта энергия затем используется в фазе темного цикла фотосинтеза (также известной как цикл Кальвина), где углекислота превращается в органические соединения.

Фотосистемы играют важную роль в жизни растений, позволяя им преобразовывать световую энергию в химическую энергию, необходимую для роста и развития.