Химизм фотосинтеза
Каково участие хлорофилла в процессе фотосинтеза? Фотосинтез не идет без хлорофилла.
По взглядам, которые развивал Тимирязев в конце XIX века, опередившим на 50—60 лет науку того времени, хлорофилл является оптическим сенсибилизатором, т. е. переносчиком энергии на субстрат, и в то же время химически участвует в процессе. Непосредственное участие хлорофилла в процессе фотосинтеза считается доказанным.
По современным взглядам, хлорофилл направляет энергию солнечного луча не на углекислый газ, а на воду. Происходит окисление воды, водород присоединяется к хлорофиллу, а затем уже восстанавливает углекислоту с образованием углеводов (фотоокисление).
Восстановление углекислоты происходит за счет водорода воды, образующегося при фотоокислении. Весьма вероятно, что водород активируется ферментом гидрогеназой. Схематически процесс карбоксилирования и восстановления карбоксильной группы водородом можно представить следующим образом:
RH + CO2 = RCOOH
RCOOH + 4H = RCH2OH + H2O
Если это представление о фотоокислении воды правильно, то ясно, что кислород, выделяемый при фотосинтезе, должен быть кислородом воды, а не углекислого газа. Оказывается, последнее положение можно доказать и экспериментально.
Известно, что кислород воды и кислород углекислого газа отличаются по своему изотопному составу, т. е. по своему атомному весу. Как и большинство химических элементов, кислород имеет как бы несколько разновидностей — изотопов, отличающихся этим признаком.
