Фотосинтездің қараңғы фазасында (жарыққа тәуелді емес) өтетін үдерістер. Биология, 11 сынып, дидактикалық материал.

Қараңғы фаза.

 Егер жарық фазасы өсімдік жарықтандырылған кезде ғана пайда болса, онда қараңғы фазаның реакциясы жарықтан тәуелсіз жүреді.

Фотосинтездің қараңғы кезеңі күн сәулесінің қажеті жоқ деп саналады. Алайда, кейінгі зерттеулер бұл фазаның ферменттерін белсендіру үшін жарық қажет екенін көрсетті. Соған қарамастан тарихи атау сақталды.

 Бұл реакциялар хлоропласттардың стромасында жүзеге асырылады, онда энергияға бай заттар: NADP, тиракоидтерден шығады ^. H және ATP. Көміртек көзі - СО ₂ - өсімдік ауадан стомата арқылы шығады. Сонымен қатар, үнемі бес көміртекті қосылыстар бар - C ₅ пентозалар (олар Кальвин циклінде түзіледі - 2-сурет). Қараңғы фазаның реакцияларында СО ₂ глюкозаға дейін азаяды және бұл процесс ATP және NADP молекулаларында сақталған энергияны жұмсауға байланысты жүреді ^. Н фотосинтездің қараңғы кезеңінде көмірқышқыл газының глюкозаға айналуы Кальвин циклі деп аталады (оны ашушының атымен аталады). Жеңілдетілген, бұл цикл келесі түрде көрсетілуі мүмкін:

• СО ₂ пентозға С _{5 қосылады} , нәтижесінде екі үш көміртегі 2С ₃ триосына бөлінетін тұрақсыз алты көміртекті C ₆ пайда болады .
• Триоздың 2С ₃ әрқайсысы екі АТФ-тен бір фосфат тобын қабылдайды, ол молекулаларды энергиямен байытады.
• 2С ₃ триосының әрқайсысы екі NADP-ден бір сутегі атомын байланыстырады ^. Н ₂ .
• Осыдан кейін кейбір триозалар бірігіп, көмірсулар түзеді: 2С ₃ - С ₆ - С ₆ Н ₁₂ О ₆ (глюкоза) - (С ₆ Н ₁₀ О ₅ ) n - крахмал.
• Басқа триоздар 5С ₃ - 3С ₅ пентозаларын түзеді және қайтадан CO ₂ бекіту цикліне қосылады.

Сур. 2. Фотосинтездің қараңғы фазасының үзіндісі (Кальвин циклі)

Жалпы фотосинтез реакциясы:

6CO ₂ + 6H ₂ O + жарық энергиясы, хлорофилл = C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂

 Фотосинтездің өнімділігі өте жоғары: бір сағаттың ішінде 1 м ² жапырақ алаңына 1 г қант синтезделеді; энергияның бір бөлігі жылу түрінде шығады. Фотосинтез нәтижесінде жер бетінде 150 миллиард тонна органикалық заттар түзіліп, жылына 200 миллиард тоннаға жуық бос оттегі шығады. Соған қарамастан, өсімдіктерде күн энергиясының тек 1-2% -ы жиналады.

Фотосинтез нәтижесінде өсімдіктер органикалық заттарды жинақтап , атмосферада СО ₂ мен О ₂ деңгейінің тұрақты болуын қамтамасыз етеді . Атмосферада СО ₂ концентрациясының жоғарылауына жол бермей, фотосинтез процесі Жердің қызып кетуіне жол бермейді (парниктік эффект). Ауа конверттің жоғарғы қабаттарында (15-20 км биіктікте) химиялық формуласы O ₃ болатын оттегіден озон түзіледі . Озон қабаты барлық тірі организмдерді өмірге қауіпті ультракүлгін сәулелерден қорғайды.