Характеристика темнової фази фотосинтезу

Для протікання цієї фази світло не є необхідною умовою, але протікати ця фаза може як у відсутність світла, так і на світлі.

Хімізм темнової фази складний, але він зводиться до фіксації вуглекислого газу за рахунок його відновлення НАДФ х Н2 або НАДФ х Н. У загальному вигляді темнову фазу характеризують як послідовність процесів, що починаються приєднанням вуглекислого газу до пентоз – вуглеводи, що містять п’ять атомів вуглецю, в результаті чого виникає нестійке з’єднання, що містить шість атомів вуглецю (початок циклу Кальвіна). Ця речовина розпадається на дві молекули сполуки, що містить три атома вуглецю. Утворені речовини взаємодіють з АТФ і перетворюються на фосфорильовані форми (це ефіри фосфорної кислоти), які збагачені енергією (АТФ в даному випадку перетворюється на АДФ, яка повертається в світлову фазу фотосинтезу).

Фосфорильовані форми речовини, що містить три атома вуглецю, відновлюються НАДФхН2 (НАДФхН), і відновлені ефірні форми вуглецьвмісної речовини йдуть на утворення нового вуглецьвмісного з’єднання, яке вже містить шість атомів вуглецю; з останньої речовини відбувається утворення первинного моносахариду – глюкози. Окислені форми НАДФ надалі включаються до світлової фази фотосинтезу.

Частина відновлених ефірних форм трьохвуглецеве з’єднання бере участь в утворенні пентоз, необхідних для фіксації СO2. Новоутворена глюкоза далі вступає в реакцію поліконденсації і з неї утворюється первинний полісахарид, який накопичується в пластидах до настання темряви (тобто частина темнової фази, результатом якої є утворення первинного полісахариду, протікає на світлі).

При настанні темряви первинний полісахарид піддається гідролізу, перетворюючись на розчинні цукри (переважно в глюкозу). Розчин глюкози по судинах флоеми переміщається в організми рослини до тих органів, де йде інтенсивний ріст тканин або відбувається запасання відповідних речовин. У цих органах глюкоза вступає в процеси синтезу полісахаридів, жирів, білків і нуклеїнових кислот, а також інших життєво важливих хімічних сполук (вітамінів та ін.) Для синтезу білків і нуклеїнових кислот необхідні інші (крім С, Н і О) хімічні елементи. Вони надходять в рослину з ґрунту у вигляді водних розчинів відповідних солей, що містять:

  • азот;
  • фосфор;
  • сірку та інші необхідні хімічні елементи.

Для протікання процесів синтезу необхідна енергія, джерелом якої є енергія хімічних зв’язків в молекулах первинних органічних речовин, наприклад глюкози (тобто частина глюкози піддається окисленню, вступаючи в процеси дисиміляції).

Біолого-екологічна роль темнової фази полягає в тому, що при цьому утворюються різні органічні сполуки, без яких неможливе існування тварин і людини, здійснюється також кругообіг речовин у природі – неорганічні речовини перетворюються в органічні.

Еколого-біологічна роль фотосинтезу в цілому складається з окремих елементів цієї ролі світлової та темнової фаз, крім того, фотосинтез є частиною процесів, без яких неможливе здійснення кругообігу речовин і хімічних елементів на планеті Земля.

До фотосинтезу тісно примикає хемосинтез – утворення органічних речовин з неорганічних з використанням енергії, що виділяється при окисленні деяких неорганічних сполук, наприклад, азотобактер фіксує молекулярний азот, перетворюючи його в нітритний або нітратний азот. Роль хемосинтезу значно менше, ніж фотосинтезу, але він «відкриває екологічну нішу» для певних груп організмів і вносить свій внесок у реалізацію кругообігу речовин у природі.

ПОДІЛИТИСЯ: