La fase oscura della fotosintesi

L'ossigeno è la componente più importante dell'esistenzatutta la vita sulla Terra. Sorprendentemente, questo elemento sul nostro pianeta, anche se la sua concentrazione nell'aria secondo alcuni scienziati diminuisce inesorabilmente, è una scorta di riserva. Ancora più sorprendente è il fatto che è sintetizzato da più di risorse accessibili - acqua, luce solare e anidride carbonica. E portano avanti questo meraviglioso processo della pianta.

Certo, stiamo parlando della fotosintesi - un'incredibile creazione della natura. Nonostante il fatto che gli scienziati abbiano studiato a fondo questo problema, è impossibile ripetere le fasi della fotosintesi in laboratorio fino ad oggi.

Questo processo è solitamente diviso in due fasi:

• La fase di luce della fotosintesi.
• La fase oscura della fotosintesi.

Dal loro nome è abbastanza chiaro che la prima parteil processo avviene nella luce, cioè con la partecipazione dei raggi del sole. Si verifica solo nelle foglie verdi delle piante, perché contengono cloroplasti - elementi speciali, nelle cui membrane la sintesi di ATP - una molecola in cui è immagazzinata energia.

Quando i fotoni colpiscono la luce del sole sulle fogliepiante contenenti clorofilla, l'energia della luce solare viene trasformata in molecole di energia di ATP, già menzionate sopra. Inoltre, a causa della separazione di due atomi di idrogeno dalla molecola d'acqua (che avviene anche con l'aiuto della luce solare), si forma una molecola NADP. La molecola d'acqua decomposta, priva di due atomi di idrogeno, rimane con ossigeno libero, che entra nell'atmosfera. Pertanto, i prodotti della fotosintesi in fase di luce sono:

• ossigeno;
• la molecola energetica di ATP;
• idrogeno atomico NADP H2.

È curioso che la formazione di ossigeno in questoprocesso non è affatto l'obiettivo finale. Piuttosto, è un effetto collaterale. Poi c'è una fase oscura della fotosintesi, o chemiosintesi, in cui i prodotti della prima fase sono direttamente coinvolti. Consideriamolo in modo più dettagliato.

In effetti, l'obiettivo del processo non lo èformazione di ossigeno. La fase oscura della fotosintesi procede in un'altra parte della foglia - nello stroma dei suoi cloroplasti. Alla fine della fase di illuminazione, l'impianto riesce a fare scorta di un numero impressionante di molecole di energia: ATP e NADP H2, quindi la partecipazione della luce non è più necessaria. È con l'aiuto di queste molecole che è la sintesi di elementi organici. È logico che il compito della molecola di energia ATP sia l'apporto di energia per i processi di sintesi, mentre il ruolo del NADPH è la riduzione.

All'inizio di questa fase, la molecola riducenteossidato, scomparendo così due atomi di idrogeno, che l'uscita dà puro molecola di NADPH. Allo stesso tempo, l'ATP rilascia il resto dell'acido fosforico, trasformandosi in ADP. Questi due processi si verificano nella matrice del foglio. Le nuove molecole ottenute per poi tornare sull'orlo delle foglie, che permette di ripetere l'intero processo della fase leggera. Tuttavia, questo non è il processo chiave della fotosintesi, abbiamo identificato solo ciclicità e la sequenza delle operazioni che si verificano nelle foglie.

Il prodotto finale di questa fase è il glucosio- un composto organico attribuibile agli zuccheri semplici. Melvin Calvin è stato il primo a descrivere la sintesi di questa molecola in dettaglio. È stato scoperto che entrambe le molecole considerate nell'ambito della fase di luce, energia e riducente, partecipano ai processi di sintesi. Inoltre, 6 molecole di anidride carbonica (CO2), 24 atomi di idrogeno, 6 molecole d'acqua sono elementi importanti per la formazione di zuccheri semplici:

6CO2 + 24H + ATP C6H12O6 + 6H2O.

La fase oscura della fotosintesi è importante per le piante perché oltre al glucosio durante questo periodo si formano vari aminoacidi, nucleotidi, acidi grassi e glicerina.

La fotosintesi è davvero unicaprocesso naturale. Non è solo un impegno mantenere un livello costante di ossigeno nell'atmosfera e nello strato di ozono, ma è anche una perfezione della natura quando gli elementi organici vengono creati da elementi inorganici.