Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция) - совокупность реакций синтеза, которые идут с затратой энергии АТФ. В процессе пластического обмена синтезируются органические вещества, необходимые клетке.
Примером реакций пластического обмена являются фотосинтез, биосинтез белка и репликация (самоудвоение) ДНК.
Аминокислоты → Белки
Глюкоза → Полисахариды
Глицерин + жирные кислоты → Жиры
Нуклеотиды → Нуклеиновые кислоты
Фотосинтез - это процесс преобразования энергии света в энергию химических связей органических соединений с помощью хлорофилла.
Световая фаза фотосинтеза:
Скорость световых реакций возрастает пропорционально нарастанию силы света и не зависит от температуры. Световые реакции протекают на мембранах тилакоидов (в хлоропластах).
Кислород является побочным продуктом фотосинтеза, а вода - его источником.
Протоны водорода вытекают из тилакоида через канал в мембранном белке - АТФ-синтетазе, при этом из АДФ синтезируется АТФ.
Данный процесс носит название фотофосфорилирования, не требует участия кислорода и дает в 30 раз больше АТФ, чем митохондрии в процессе окисления.
Суммарное уравнение реакции световой фазы фотосинтеза можно записать следующим образом:
2H₂O + 2НАДФ + 3АДФ + 3H₃PO₄ → 2НАДФН + H⁺ + 3АТФ + O₂↑
Темновая фаза фотосинтеза:
Скорость темновых реакций, напротив, возрастает с повышением температуры, однако по достижении в 30°С этот рост прекращается, что свидетельствует о ферментативном характере этих превращений, происходящих в строме.
в ходе темновых реакций фотосинтеза происходит связывание молекул CO₂, на которое расходуются молекулы АТФ и НАДФН + H⁺, синтезированные в световых реакциях:
6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂↑ + 6H₂O
или
6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂↑
Реакции световой и темновой фаз фотосинтеза взаимосвязаны, так как увеличение скорости одной группы реакций влияет на интенсивность всего процесса фотосинтеза только до определенного момента, пока вторая группа реакций не выступает в роли лимитирующего фактора, и возникает потребность в ускорении реакций второй группы для того, чтобы первые происходили без ограничений.