Дальнейшая "судьба" образовавшихся веществ ,световая фаза , темновая фаза фотосинтеза.

Фотосинтез — это процесс, посредством которого растения, водоросли и некоторые бактерии преобразуют световую энергию в химическую, создавая органические соединения из неорганических веществ. Процесс фотосинтеза делится на две основные фазы: световую и темновую (темновая фаза также известна как цикл Кальвина).

Световая фаза

Световая фаза фотосинтеза происходит в тилакоидных мембранах хлоропластов и включает следующие ключевые процессы:

1. Поглощение света: Хлорофилл и другие пигменты в фотосистемах I и II поглощают световую энергию. Эта энергия возбуждает электроны, которые затем переходят на более высокий энергетический уровень.

2. Фотолиз воды: Вода расщепляется на кислород, протоны и электроны. Этот процесс происходит в фотосистеме II и приводит к образованию молекулярного кислорода (O₂), который выделяется в атмосферу.

3. Транспорт электронов: Возбужденные электроны проходят через цепь переносчиков электронов (электронно-транспортную цепь), приводя к образованию протонного градиента через тилакоидную мембрану.

4. Синтез АТФ: Протоны возвращаются через АТФ-синтазу, приводя к синтезу АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Этот процесс называется фотофосфорилирование.

5. Восстановление НАДФ+: Электроны, пройдя через электронно-транспортную цепь, попадают в фотосистему I, где они используются для восстановления НАДФ+ до НАДФН.

Темновая фаза (Цикл Кальвина)

Темновая фаза фотосинтеза происходит в строме хлоропластов и не требует прямого света, однако зависит от продуктов световой фазы — АТФ и НАДФН. Цикл Кальвина включает три основные стадии:

1. Фиксация углекислого газа: СО₂ связывается с рибулозо-1,5-бисфосфатом (RuBP) в реакции, катализируемой ферментом рубиско. Продуктом этой реакции является нестабильное соединение, которое быстро распадается на две молекулы 3-фосфоглицерата (3-PGA).

2. Восстановление: 3-PGA восстанавливается до глицеральдегид-3-фосфата (G3P) с использованием АТФ и НАДФН, полученных в световой фазе. На этой стадии происходит преобразование неорганического углерода в органическую форму.

3. Регенерация RuBP: Часть G3P используется для регенерации RuBP, что позволяет циклу продолжаться. Этот процесс также требует затраты АТФ.

Дальнейшая "судьба" образовавшихся веществ

1. Глюкоза и другие углеводы: G3P служит основой для синтеза глюкозы и других углеводов, которые могут быть использованы растением для энергетического обеспечения и роста. Глюкоза может полимеризоваться в крахмал для кратковременного хранения или в целлюлозу для строительства клеточных стенок.

2. АТФ и НАДФН: Эти молекулы используются в различных метаболических реакциях растения, включая синтез макромолекул, транспорт веществ и другие процессы, требующие энергии.

3. Кислород: О2, образовавшийся при фотолизе воды, выделяется в атмосферу, способствуя поддержанию кислородного баланса на Земле и обеспечивая дыхание аэробных организмов.

Таким образом, фотосинтез не только обеспечивает растения необходимыми органическими веществами и энергией, но и играет ключевую роль в поддержании жизни на Земле, создавая кислород и органические соединения, которые служат основой пищевых цепей.

После того как в результате световой фазы фотосинтеза в клетках хлоропластов образуются молекулы АТФ и НАДФН2, начинается темновая фаза фотосинтеза, или цикл Кальвина. В этой фазе углекислый газ, полученный из атмосферы, превращается в глюкозу и другие органические соединения. Процесс происходит в стоматальных клетках, где находятся рубиско, фермент, катализирующий реакцию фиксации углекислого газа.

В ходе темновой фазы фотосинтеза происходит серия биохимических реакций, в результате которых углекислый газ преобразуется в триофосфат (3-фосфоглицериновую кислоту), которая далее превращается в глюкозу. В процессе образуется также ди- и трифосфоглицериновые кислоты, которые могут использоваться для синтеза других органических соединений.

Таким образом, дальнейшая "судьба" образовавшихся веществ в темновой фазе фотосинтеза заключается в превращении углекислого газа в органические соединения, такие как глюкоза, которые могут быть использованы растениями для роста, развития и обеспечения энергией.

В световой фазе фотосинтеза свет поглощается хлорофиллом и используется для разложения воды на кислород и водород. В темновой фазе фотосинтеза водород используется для синтеза глюкозы из углекислого газа и воды. Полученная глюкоза может быть использована растением для энергии или для синтеза других органических веществ.