§ 22. Фотасінтэтычныя пігменты. Светлавая фаза фотасінтэзу
У адрозненне ад гетэратрофаў, якім неабходны гатовыя арганічныя злучэнні, аўтатрофы здольныя сінтэзаваць іх з неарганічных рэчываў. Працэсы біясінтэзу належаць да пластычнага абмену і, значыць, суправаджаюцца паглынаннем энергіі. З курса біялогіі 10-га класа вам вядома, што некаторыя бактэрыі (жалезабактэрыі, бясколерныя серабактэрыі, нітрыфікучыя, вадародныя) для ўтварэння арганічных злучэнняў выкарыстоўваюць энергію, якая выдзяляецца пры акісленні неарганічных рэчываў. Такія арганізмы называюцца хемааўтатрофамі. Аднак большасць аўтатрофных арганізмаў выкарыстоўвае для гэтага энергію святла. Яны складаюць групу фотааўтатрофаў.
Паняцце фотасінтэзу. Да фотааўтатрофаў належаць зялёныя расліны, водарасці, цыянабактэрыі, *зялёныя і пурпурныя серабактэрыі* і інш. У працэсе фотасінтэзу з дапамогай спецыяльных пігментаў яны паглынаюць светлавую энергію і пераўтвараюць яе ў энергію хімічных сувязей арганічных рэчываў. Зыходным матэрыялам для сінтэзу арганічных злучэнняў з’яўляюцца такія неарганічныя рэчывы, як вуглякіслы газ і вада. Такім чынам, фотасінтэз — гэта працэс утварэння арганічных рэчываў з вуглякіслага газу і вады, які праходзіць з паглынаннем энергіі святла пры ўдзеле фотасінтэтычных пігментаў.
*У XVII ст. нідэрландскі даследчык Я. ван Гельмант пасадзіў у вазон з зямлёй галіну вярбы, папярэдне ўзважыўшы як глебу, гэтак і парастак расліны. На працягу 5 гадоў ён вырошчваў вярбу, не дабаўляючы ў вазон нічога, акрамя вады. Затым вучоны зноў узважыў глебу і расліну. Аказалася, што маса вярбы за гэтыя гады павялічылася амаль на 75 кг, у той час як маса глебы паменшылася ўсяго на 57 г. На падставе гэтага ван Гельмант прыйшоў да высновы пра тое, што рэчывы раслін утвараюцца толькі з вады, а не з глебы і паветра. Гэта памылковае меркаванне было пашырана да канца XVIII ст.
У 1771 г. брытанскі даследчык прыроды Д. Прыстлі змясціў жывую галінку мяты ў зачыненую пасудзіну, паветра ў якой было «сапсавана гарэннем свечкі». Праз некалькі дзён ён выявіў, што свечка ў гэтай пасудзіне зноў магла гарэць, і зрабіў выснову пра тое, што расліны здольныя «выпраўляць паветра». Такім чынам, адкрыццё фотасінтэзу належыць Д. Прыстлі. У той час ён меркаваў, што паветра — гэта адно рэчыва, якое пераходзіць з адной формы ў другую. Далейшыя доследы прывялі Д. Прыстлі да адкрыцця кіслароду, і ў 1778 г. ён даказаў, што пры фотасінтэзе расліны паглынаюць вуглякіслы газ і выдзяляюць кісларод. Калі Д. Прыстлі ўзнагароджвалі медалём за яго дасягненні, вучоны сказаў: «Дзякуючы гэтым адкрыццям мы ўпэўнены, што расліны растуць не дарэмна, а ачышчаюць і акультурваюць нашу атмасферу».
Аднак Д. Прыстлі не звярнуў увагі на тое, што фотасінтэз працякае толькі пры наяўнасці святла. Гэта выявіў галандскі фізіёлаг Я. Інгенхауз. Ён апускаў галіну расліны ў ваду і назіраў выдзяленне пузыркоў кіслароду на святле. У цемнаце ўтварэнне кіслароду спынялася. У 1796 г. Інгенхауз вывеў наступнае ўраўненне фотасінтэзу:
вуглякіслы газ + вада = раслінныя тканкі + кісларод.*