Файл пока находится в
эмбриональном состоянии
Клеточные электрогенераторы
Оборудование для переноса электрона через
мембрану
Для
осуществления этого наиболее энергоёмкого этапа зарядки все конденсаторы живой
клетки снабжены встроенными в мембрану электронными приборами, преобразующими в
электрическую энергию либо энергию
электромагнитного излучения (фотоэлементы), либо энергию экзергических реакций
(топливные элементы).
Фотоэлементы живой клетки
Используемые
в живых клетках фотоэлементы называются фотосистемами и могут быть двух типов: фотосистемы-1 и фотосистемы-2.
Главное отличие между ними заключается в том, что фотосистемы-1 используют
электрон, полученный во втором варианте, и требуют сопряжения с
оборудованием
Топливные элементы живой клетки
при окислительном фосфорилировании.
Комплекс
IV – дыхательный фермент Варбурга (цитохромоксидаза)
электромоторы, производящие откачку во внешнюю среду катионов водорода, натрия или калия для
увеличения отрицательного заряда цитоплазмы.
Оборудование для выделения нейтрального
атома водорода на положительной стороне
Этот
начальный этап зарядки конденсатора может быть реализован в двух
вариантах.
1. Расщепление
водородосодержащей молекулы /*у растений и цианобактерий – вода (Н2О); у пурпурных
серобактерий – сероводород (H2S)*/.
Вариант используется только совместно с
фотоэлементом.
Энергозатраты
– достаточно большие, особенно в случае воды.
Оборудование: водорасщепляющий комплекс, сероводородорасщепляющий
комплекс и, возможно, какие-то другие подобные пока неизвестные устройства.
2. Использование
нейтрального атома водорода, предварительно выделенного на отрицательной
стороне и перенесенного через мембрану на положительную сторону.
Реализация варианта 2 состоит из ряда этапов,
каждый из которых обеспечивается своим оборудованием.
2.1. Получение на отрицательной стороне нейтрального атома водорода
возможно в двух подвариантах.
2.1.1.
Нейтрализация ближайшего иона гидрония с использованим специально доставленного
по отрицательной стороне электрона:
Н3О+ + е– → Н2О + Н.
2.1.2.
Использование атома водорода, доставленного специальным водородным донором
2.2. Перенесение атома водорода через мембрану на положительную сторону
и расщепление на протон и электрон на положительной стороне.
Энергозатраты
примерно равны энергии ионизации водорода.
Оборудование:
при использовании фотоэлемента – цитохромный комплекс,
при
использовании топливного элемента –
главным образом, комплекс I.
2.3. Перенесение электрона по положительной стороне ко входу фотоэлемена
или топливного элемента.
Энергозатраты
пребрежимо малы.
Оборудование:
при использовании фотоэлемента –
пластоцианин.
__________________________________________________
Суммарные энергозатраты – пренебрежительно
малые.
Приём энергии
электромагнитного излучения осуществляют пигментно-белковые светособирающие комплексы, являющиеся частью фотосистем.
В
светособирающих комплексах происходит поглощение квантов электромагнитного
излучения с переходом их энергии в энергию локализованных возмущений – экситонов.
Экситоны
перемещаются по полимерным нитям пигментных молекул на фотореакционный центр, где принесенная ими энергия передаётся в
энергозатратную электронопередающую
часть фотосистемы и используется в дальнейшем для зарядки
батареи конденсаторов, а в фотосистемах-2 также для расщепления молекул воды на водород и
кислород.
Вероятно,
на фотореакционном центре принесенная экситонами энергия преобразуется в солитоны,
которые могут переносить энергию на более далёкие расстояния без существенных
потерь.
Дата последнего обновления: 15.04.08