История биологии с начала XX века до наших дней

Процесс образования АТФ при фотосинтезе в отличие от синтеза АТФ при дыхании (окислительное фосфорилирование) Л. Арнон (1954) назвал фотофосфорилированием. Было установлено, что использование АТФ в качестве «единой энергетической валюты» идет в основном по разным руслам. Образующийся при фотофосфорилировании АТФ используется в первую очередь в реакциях восстановления углекислого газа и только частично для вторичных синтезов. АТФ же, синтезируемый при дыхании используется преимущественно для других процессов жизнедеятельности растений — поддержания физико-химического состояния клеточных структур, осмотических явлений, движения протоплазмы, синтеза различных сложных соединений и др. Примечательно, что источник для синтеза АТФ и при фотосинтезе, и при дыхании, как в растительной, так и в животной клетке один и тот же (см. главу 6).

Д. Арнон с сотрудниками, открывшие в 1954 г. процесс фотосинтетического фосфорилирования на изолированных хлоропластах, многое сделали для выяснения условий, необходимых для обеспечения более высокой эффективности преобразования световой энергии в энергию химических связей АТФ, и выявления особенностей этого процесса.

Управление фотосинтезом.

В 50-х годах А.А. Ничипорович (1955, 1959) совместно с сотрудниками разработали представление о разнокачественности или разнообразии основных продуктов фотосинтеза и о возможности образования на свету, как углеводов, так и белков с преобладанием синтеза тех или иных продуктов в зависимости от внешних (снабжение азотом, количество и качество света) и внутренних (возраст растений, наследственные свойства и т. д.) условий. Знание этих условий дает возможность управлять образованием этих продуктов при фотосинтезе.

Большую роль в разработке вопроса об управлении деятельностью фотосинтетического аппарата играют современные исследования явления адаптации фотосинтеза растений применительно к различным условиям и особенно количеству и качеству света. Они показали, что адаптивная перестройка фотосинтетического аппарата может совершаться относительно быстро и сопровождаться изменениями как в структуре и биохимических особенностях этого аппарата, так и в изменении активности и качественной направленности его работы. Довольно широко изучена адаптация фотосинтеза к таким факторам среды, как интенсивность, спектральный состав света, уровень снабжения элементами минерального питания, углекислым газом и кислородом, а также сопряженность процесса фотосинтеза с другими физиологическими процессами.