Фотосистема II: определение квантового расхода
Для восстановления 1 молекулы СО2 у фототрофов, имеющих две фотосистемы, необходима энергия 8-10 квантов поглощенного света. Эта величина складывается из следующих значений. Перенос одного электрона от воды на НАДФ+ требует 2 квантов света. Восстановление молекулы НАДФ+ происходит с использованием 2 электронов, т.е. 4 квантов света. Для ассимиляции 1 молекулы СО2 в восстановительном пентозофосфатном цикле необходимы 2 молекулы НАДФ*Н2, т.е. 8 квантов света. Кроме восстановителя в процессе ассимиляции СО2 используется энергия в виде АТФ. В нециклическом электронном транспорте наряду с НАДФ*Н2 при переносе 2 электронов синтезируются предположительно 2-3 молекулы АТФ. Ассимиляция 1 молекулы СО2 в восстановительном пентозофосфатном цикле требует 3 молекул АТФ.
Таким образом, нециклическая электронтранспортная система способна или целиком обеспечивать ассимиляцию СО2 в восстановительном пентозофосфатном цикле энергией, или для этого нужны дополнительные молекулы АТФ. Последние могут быть юлучены в циклическом процессе при затрате дополнительных квантов света.
Определение квантового расхода при восстановлении СО2 у убактерий с одной фотосистемой обнаружило такую же величину. Поскольку у этих бактерий только одна фотосистема, для активирования электрона необходим 1 квант света. Поэтому восстановление молекулы НАД+ требует только 2 квантов света и, следовательно, общий квантовый расход для ассимиляции СО2 у эубактерий с одной фотосистемой должен быть значительно ниже, чем у организмов с двумя фотосистемами. Чтобы объяснить экспериментально полученные данные, высказываются следующие предположения. У пурпурных и зеленых нитчатых бактерий , у которых фотоиндуцируется только циклический транспорт электронов , квантовый расход отражает величину световой энергии, затрачиваемой на осуществление обратного транспорта электронов, приводящего к восстановлению НАД+, а также на ассимиляцию СО2. У зеленых серобактерий и гелиобактерий фотоиндуцируемый нециклический перенос электронов (в отличие от фототрофов с двумя фотосистемами) не связан с получением клеточной энергии. Энергия вырабатывается только в процессе циклического переноса электронов, при этом система циклического фотофосфо-рилирования включает 2 генератора дельта мю Н+ .
