Особенности темновой фазы

Фотосинтез делится на две фазы: световая и темновая. О первой вы можете прочитать здесь. А вот темновую фазу фотосинтеза мы рассмотрим сейчас. Ее особенностями являются:

• происходит без участия солнечного света;
• растение не образует кислород, а дышит, выделяя углекислый газ;
• у прокариот реакции происходят в цитоплазме, у эукариот – в строме хлоропластов.

Что происходит

В темновой фазе фотосинтеза та энергия, которую растение накопило за световой день, тратится на синтез необходимых ему органических веществ.

Весь процесс сводится к тому, что из углекислого газа синтезируется глюкоза. То есть из структуры с одним атомом углерода создается шестиуглеродная молекула.

В самом начале процесса углекислота из воздуха (которая, к слову, очень неустойчива и постоянно норовит распасться на углекислый газ и воду) соединяется с пятиуглеродным органическим веществом.

Получившееся шестиуглеродное соединение очень непрочное, оно легко распадается на две молекулы, в каждой из которых по три атома углерода – фосфоглицериновая кислота (ФГК).

С участием энергии АТФ и протонов от НАДФ-Н из трехуглеродной молекулы ФГК синтезируется одна глюкоза и пятиуглеродный сахар, который включается в цикл и связывает очередную молекулу углекислого газа.

Эта цепочка реакций была названа циклом Кальвина. Мелвин Эллис Калвин в своих экспериментах метил углерод в составе углекислого газа и прослеживал весь процесс его усваивания в темновой фазе фотосинтеза. За свои исследования и открытия он получил Ноелевскую премию по химии.

В цикл Кальвина вовлекаются:

• АТФ – эта молекула дает энергию, необходимую для реакций;
• НАДФ-Н – является источником свободных протонов Н+.

Для создания одной молекулы глюкозы необходимо шесть циклов и шесть молекул углекислого газа, 18 молекул АТФ, 12 НАДФ-Н и 24 протона. Глюкоза необходима растениям как резерв питательных веществ, она является мономером крахмала.

Важно помнить, что растения не только выделяют кислород, но и тоже могут дышать с выделением углекислого газа. Поэтому нежелательно разводить в маленькой квартире много растений с большими листьями. Ночью, когда наступит темновая фаза фотосинтеза, они начнут снабжать ваш воздух углекислым газом, что может привести к плохому самочувствию и головным болям.

Фотосинтез: цикл Кальвина – видео