Темнова фаза фотосинтезу

Кисень - найважливіша складова існуваннявсього живого на Землі. Дивно, але цей елемент на нашій планеті, хоч його концентрація в повітрі за даними деяких вчених невблаганно зменшується, є восполнима запасом. Ще більш вражаючим здається той факт, що синтезується він з більш ніж доступних ресурсів - води, сонячного світла і вуглекислого газу. І здійснюють цей чудовий процес рослини.

Звичайно, мова йде про фотосинтезі - дивовижному витворі природи. Незважаючи на те, що вчені досконально вивчили це питання, повторити етапи фотосинтезу в лабораторних умовах нереально донині.

Цей процес прийнято ділити на два етапи:

• Світлова фаза фотосинтезу.
• Темнова фаза фотосинтезу.

З їх назви цілком ясно, що перша частинапроцесу протікає на світлі, тобто за участю сонячних променів. Відбувається вона тільки в зеленому листі рослин, оскільки ті містять хлоропласти - особливі елементи, в мембранах яких здійснюється синтез АТФ - молекули, в якій запасається енергія.

При попаданні фотонів сонячного світла на листярослин, що містять хлорофіл, відбувається перетворення енергії сонячного світла в енергетичні молекули АТФ, вже згадані вище. Крім того, завдяки отщеплению двох атомів водню від молекули води (що також відбувається за допомогою сонячного світла) утворюється молекула НАДФ. Розкладена молекула води, позбавлена ​​двох атомів водню, залишається з вільним киснем, який і надходить в атмосферу. Таким чином, продукти фотосинтезу в світловий фазі - це:

• кисень;
• енергетична молекула АТФ;
• атомарний водень НАДФ Н2.

Цікаво, що освіта кисню в цьомупроцесі зовсім не є кінцевою метою. Швидше, це побічний ефект. Далі відбувається темновая фаза фотосинтезу, або хемосинтез, в якому беруть безпосередню участь продукти першої фази. Розглянемо його детальніше.

Дійсно, метою процесу не єосвіту кисню. Темнова фаза фотосинтезу протікає в іншій частині листа - в стромі його хлоропластів. По закінченню світловий фази рослина встигає запастися значною кількістю енергетичних молекул - АТФ і НАДФ Н2, отже, участь світла більше не є необхідним. Саме за допомогою цих молекул відбувається синтез органічних елементів. Логічно, що завдання енергетичної молекули АТФ - поставка енергії для здійснення процесів синтезу, в той час як роль НАДФ Н2 - відновлення.

На початку цієї фази молекула відновникаокислюється, завдяки чому зникають два атома водню, що на виході дає чисту молекулу НАДФ. У той же час АТФ віддає залишок фосфорної кислоти, перетворюючись в АДФ. Ці два процеси відбуваються в матриксі листа. Знову отримані молекули після цього повертаються в межі листя, що дає можливість повторити весь процес світловий фази. Однак і це не є ключовим процесом фотосинтезу, ми лише позначили циклічність і послідовність операцій, що відбуваються в листі.

Кінцевим продуктом цієї фази стає глюкоза- органічна сполука, який відносять до простих цукрів. Вперше детально описати синтез цієї молекули зміг Мелвін Кальвін. З'ясувалося, що обидві молекули, розглянуті в рамках світловий фази, - енергетична і відновник - беруть участь в процесах синтезу. Крім того, важливими елементами для утворення простих цукрів є 6 молекул вуглекислого газу (CO2), 24 атомів водню, 6 молекул води:

6СО2 + 24Н + АТФ С6Н12О6 + 6Н2O.

Темнова фаза фотосинтезу важлива рослинам тому, що крім глюкози в цей період утворюються різні амінокислоти, нуклеотиди, жирні кислоти і гліцерин.

Фотосинтез - надзвичайно унікальнийприродний процес. Він не тільки є запорукою підтримки постійного рівня кисню в атмосфері і озоновому шарі, але і являє собою досконалість природи, коли з неорганічних елементів створюються органічні.