Tamna faza fotosinteze

Kisik je najvažnija komponenta postojanja cijelog života na Zemlji. Iznenađujuće, ovaj element na našem planetu, iako njegova koncentracija u zraku prema nekim znanstvenicima neumoljivo smanjuje, je rezervni fond. Još je upečatljiviji činjenica da se ona sintetizira iz više od dostupnih resursa - vode, sunčeve svjetlosti i ugljičnog dioksida. I provode ovaj prekrasan proces biljke.

Naravno, riječ je o fotosintezi - čudesnom stvaranju prirode. Unatoč činjenici da su znanstvenici temeljito proučavali ovo pitanje, nemoguće je ponoviti faze fotosinteze u laboratoriju do danas.

Taj je proces obično podijeljen u dvije faze:

• Svjetlosna faza fotosinteze.
• Tamna faza fotosinteze.

Iz njihovo je ime sasvim jasno da prvi dio procesa prolazi u svjetlu, to jest uz sudjelovanje sunčevih zraka. Pojavljuje se samo u zelenim listovima biljaka, jer sadrže kloroplast - posebni elementi, u membranama čija je sinteza ATP - molekula u kojoj se pohranjuje energija.

Kad su fotonima sunčevog svjetla pogodili lišće biljaka koje sadrže klorofil, energija sunčeve svjetlosti transformirana je u molekule energije ATP, već gore spomenute. Osim toga, zbog razdvajanja dvaju vodikovih atoma iz molekule vode (koja se također događa uz pomoć sunčeve svjetlosti) nastaje molekula NADP. Razgrađena molekula vode, bez dva vodikova atoma, ostaje uz slobodni kisik, koji ulazi u atmosferu. Tako su proizvodi fotosinteze u svjetlosnoj fazi:

• kisik;
• molekula energije ATP;
• atomskog vodika NADP H2.

Zanimljivo je da formiranje kisika u tom procesu uopće nije krajnji cilj. Umjesto toga, to je nuspojava. Zatim postoji mračna faza fotosinteze ili kemosinteze u kojoj su proizvodi prve faze izravno uključeni. Razmotrimo to detaljnije.

Doista, cilj procesa nije stvaranje kisika. Tamna faza fotosinteze nastavlja se u drugom dijelu lista - u stromu svojih kloroplasta. Na kraju svjetlosne faze, biljka uspijeva nabaviti impresivni broj molekula energije - ATP i NADP H2, stoga, sudjelovanje svjetlosti više nije potrebno. Uz pomoć tih molekula je sinteza organskih elemenata. Logično je da je zadatak ATP molekule energije opskrba energijom za proces sinteze, dok je uloga NADPH redukcija.

Na početku ove faze molekula redukcije se oksidira, zbog čega nestanu dva vodikova atoma, što daje čistu NADP molekulu na izlazu. Istovremeno, ATP odustaje od ostatka fosforne kiseline, pretvarajući se u ADP. Ova dva procesa pojavljuju se u matrici listova. Novo dobivene molekule se vraćaju na rubove listova, što omogućuje ponoviti čitav proces svjetlosne faze. Međutim, to nije ključ proces fotosinteze, samo smo pokazali ciklicitet i slijed operacija koji se javljaju u lišću.

Konačni proizvod ove faze je glukoza, organski spoj koji se može pripisati jednostavnim šećerima. Melvin Calvin bio je prvi koji detaljno opisuje sintezu ove molekule. Otkriveno je da obje molekule, koje se smatraju u okviru svjetlosne faze, energije i redukcijskog sredstva, sudjeluju u procesima sinteze. Osim toga, 6 molekula ugljičnog dioksida (CO2), 24 vodikova atoma, 6 molekula vode su važni elementi za stvaranje jednostavnih šećera:

6CO2 + 24H + ATP C6H12O6 + 6H20.

Tamna faza fotosinteze je važna za biljke, jer osim glukoze tijekom tog razdoblja nastaju različite aminokiseline, nukleotidi, masne kiseline i glicerin.