ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О первичных процессах фотосинтеза. Реакционные центры из "Фотохимические процессы в слоях" Полупроводниковый механизм рассматривает окислительно-восстановительные процессы в пигментных слоях хлорофилла с позиций электроники твердого тела [27]. Он предполагает миграцию зарядов по зоне проводимости или валентной зоне (в последней возникают светоиндуцированные вакансии) к центрам захвата — химическим акцепторам или донорам электронов. При экситонной миграции энергии в пигментной матрице нейтральный экситон может мигрировать к реакционному центру, где и происходит его диссоциация на два противоположно заряженных носителя. Разделение зарядов может иметь место не только в реакционном центре, но и на дефектах структуры пигментной матрицы [28]. В этом случае носители заряда раздельно мигрируют в матрице электронная вакансия (р) захватывается в активном центре, приводя к образованию катион-радикала хлорофилла (бактериохлорофилла), а электрон (е) — первичным акцептором, который может быть локализован вдали от активного центра. Центры захвата носителей заряда в пигментной матрице, обладающие низкой потенциальной энергией, разделены в пространстве в результате миграции зарядов по зоне проводимости или валентной зоне. В них инициируются первичные химические реакции фотосинтеза. [c.22] Гипотеза полупроводникового механизма подтверждается фактом возникновения фотопотенциала при освещении слоев хлорофилла на платиновом электроде, погруженном в раствор электролита [29]. Фотопотенциал на электроде-носителе слоя появлялся в результате переноса носителей заряда от границы раздела электролит— слой через слой пигмента к электроду. Методами измерения диффузионной фотоэлектродвижущей силы (фотоэдс) и фотопроводимости было непосредственно доказано рождение носителей заряда и их миграция в слоях хлорофилла и его аналогов. [c.22] Полупроводниковый механизм, однако, не объясняет высокого, близкого к 1, квантового выхода фотосинтеза. Вероятно, это является следствием того, что существующая полупроводниковая модель в приложении к нативным агрегатам хлорофилла оказывается слишком грубой и упрощенной и требует дальнейшей разработки. [c.23] В частности, основанием для таких представлений послужили дифференциальные изменения спектров поглощения хлорофиллов и бактериохлорофиллов, которые объяснялись окислением пигментов в реакционных центрах при облучении [33], и прямые кинетические опыты при лазерном возбуждении пигментов пурпурных бактерий [34]. [c.24] Вопрос о мультиплетности реакционноспособного электронновозбужденного состояния фотохимически активных форм пигментов (хлорофилла и бактериохлорофилла) до сих пор не решен. Времена жизни синглетного состояния хлорофилла в растворах находятся в пределах 10 — 10 с, а для триплетного составляют 10 с [35]. Часть исследователей придерживается мнения, что благодаря существенно большему времени жизни в фотохимической реакции принимает участие хлорофилл (бактериохлорофилл) в триплетном состоянии. По мнению других, уменьшение времени жизни синглетного состояния хлорофилла (бактериохлорофилла) 1п vivo по сравнению со временем жизни в растворе свидетельствует об участии именно этого состояния в фотореакции,. хотя при этом нельзя исключать в качестве альтернативного объяснения участие указанного состояния в синглет-синглетном переноса энергии. [c.24] Согласно окислительно-восстановительной концепции первичного акта фотосинтеза фотовозбужденный хлорофилл реакционного центра является первичным донором электронов. Действительно, экспериментально обнаружено, что исчезновение полос поглощения в хлоропластах растений при 700, 685 и 430 нм связано с окислением длинноволновой формы хлорофилла а, которую принято обозначать П700 [33]. Это подтверждается и возникновением сигнала ЭПР с -фактором 2,003 и ДЯ 7,5, что характерно для катион-радикала хлорофилла [36]. [c.24] К сожалению, в настоящее время отсутствуют какие-либо определенные данные о структуре и организации реакционного центра в фотосинтезирующих системах высших растений и водорослей. Считается, что пигмент П700 представляет собой либо агрегат двух или нескольких молекул хлорофилла а или же агрегат пигмента с белком с сильным межмолекулярным взаимодействием. [c.24] Вернуться к основной статье