Биология: путь к пониманию жизни – от клеточных механизмов до эволюции видов. Цикл: учебники и учебные пособия по биологии, сельскому хозяйству, зоологии, анатомии и агрономии. Денис Иванович Ершов
энергии, запасённой в молекулах АТФ и НАДФ·Н2. Реакции темновой фазы протекают в строме хлоропластов, где уже находятся молекулы АТФ и НАДФ·Н2, образовавшиеся в световой фазе. Углекислый газ (CO2) поступает в растение из воздуха через устьица. В результате темновой фазы из углекислого газа образуется глюкоза, которая затем превращается в крахмал. Кроме глюкозы, в хлоропластах синтезируются и другие органические вещества: аминокислоты, нуклеотиды и другие.
Фотосинтез – это ключевой биологический процесс, который происходит в растениях, водорослях и некоторых бактериях. Он представляет собой преобразование световой энергии (в основном солнечной) в химическую энергию, которая затем используется для синтеза органических веществ из неорганических.
Основные этапы фотосинтеза:
Процесс фотосинтеза можно разделить на две основные фазы: световую и темновую. Каждая фаза включает несколько ключевых этапов.
Световая фаза
Световая фаза фотосинтеза происходит в хлоропластах клеток растений, особенно в тилакоидах – мембранных структурах внутри хлоропластов. Она начинается с поглощения света специальными пигментами, такими как хлорофилл.
– Поглощение света хлорофиллом: Хлорофилл – это зеленый пигмент, который находится в хлоропластах и способен улавливать световые волны определенной длины. Когда фотон света попадает на молекулу хлорофилла, он возбуждает электрон, переводя его на более высокий энергетический уровень.
– Передача энергии по цепи переноса электронов: Возбужденный электрон передается через цепь переносчиков электронов, расположенных в мембране тилакоидов. Эта цепь состоит из белков и других молекул, которые способны принимать и передавать электроны друг другу. В процессе передачи электронов выделяется энергия, которая используется для создания АТФ (аденозинтрифосфата) – основного источника энергии для клеточных процессов.
– Синтез АТФ: Энергия, выделяемая при передаче электронов, используется для фосфорилирования АДФ (аденозиндифосфат), превращая его в АТФ. Этот процесс называется фотофосфорилированием.
– Разделение воды: Одновременно с передачей электронов происходит разделение молекулы воды (фотолиз). При этом выделяются кислород, протоны (ионы водорода) и электроны. Кислород высвобождается в атмосферу, а протоны и электроны используются в дальнейших реакциях.
– Образование NADPH: Электроны, полученные от разделения воды, вместе с протонами объединяются с молекулой никотинамидадениндинуклеотидфосфатом (NADP+), образуя восстановленную форму этого соединения – NADPH. NADPH играет важную роль в темновой фазе фотосинтеза.
Темновая фаза (цикл Кальвина)
Темновая фаза фотосинтеза, также известная как цикл Кальвина, происходит в строме хлоропластов. Несмотря на название, она может происходить как днем, так и ночью, поскольку не требует прямого участия света.
– Фиксация углекислого газа: Углекислый газ (CO₂) из атмосферы