Temna faza fotosinteze

Kisik je najpomembnejša komponenta obstoja vsega življenja na Zemlji. Presenetljivo je, da je ta element na našem planetu, čeprav se njegova koncentracija v zraku po nekaterih znanstvenikih neizprosno zmanjšuje, rezervna zaloga. Še bolj opazna je dejstvo, da je sintetizirana iz več kot dostopnih virov - vode, sončne svetlobe in ogljikovega dioksida. In ta čudovit proces tovarne opravljajo.

Seveda govorimo o fotosintezi - čudoviti ustvarjanju narave. Kljub dejstvu, da so znanstveniki temeljito preučili to vprašanje, je danes v laboratoriju nemogoče ponoviti stopnje fotosinteze.

Ta proces je običajno razdeljen na dve fazi:

• Lahka faza fotosinteze.
• Temna faza fotosinteze.

Iz njihovega imena je povsem jasno, da prvi del procesa poteka v luči, to je s sodelovanjem sončnih žarkov. To se zgodi samo v zelenih listih rastlin, ker vsebujejo kloroplasti - posebne elemente, v membranah katerih sinteza ATP - molekula, v kateri se shranjuje energija.

Ko sončni svetlobi fotoni udarijo v listje rastlin, ki vsebujejo klorofil, se energija sončne svetlobe pretvori v energetske molekule ATP, ki so že omenjene. Poleg tega se zaradi odcepitve dveh atomov vodika iz molekule vode (kar se zgodi tudi s pomočjo sončne svetlobe) oblikuje molekula NADP. Razkrojljena molekula vode, brez dveh atoma vodika, ostane s prostim kisikom, ki vstopa v ozračje. Tako so izdelki fotosinteze v svetlobni fazi:

• kisik;
• energijska molekula ATP;
• atomski vodik NADP H2.

Zanimivo je, da nastajanje kisika v tem procesu sploh ni končni cilj. To je stranski učinek. Potem je tamna faza fotosinteze ali kemosinteze, v kateri so neposredno vključeni proizvodi prve faze. Povejmo ga podrobneje.

Dejansko cilj procesa ni nastajanje kisika. Temna faza fotosinteze poteka v drugem delu listja - v stromi svojih kloroplastov. Na koncu svetlobne faze je rastlina uspela pridobiti impresivno število energijskih molekul - ATP in NADP H2, zato udeležba svetlobe ni več potrebna. S pomočjo teh molekul je sinteza organskih elementov. Logično je, da je naloga energetske molekule ATP dobava energije za sintezne procese, medtem ko je vloga NADPH zmanjšanje.

Na začetku te faze je molekula reducenta oksidirana, zaradi česar izgineta dva atoma vodika, kar na izhodu daje čisto molekulo NADP. Hkrati ATP odloži preostanek fosforne kisline in postane ADP. Ti dve procesi se pojavita v matriki pločevine. Novo pridobljene molekule se vrnejo v robove listov, kar omogoča ponovitev celotnega postopka svetlobne faze. Vendar to ni ključ proces fotosinteze, navedli smo samo cikličnost in zaporedje operacij, ki se pojavljajo v listih.

Končni produkt te faze je glukoza, organska spojina, ki jo je mogoče pripisati preprostim sladkorjem. Melvin Calvin je bil prvi, ki je podrobno opisal sintezo te molekule. Ugotovljeno je bilo, da obe molekuli, upoštevani v okviru svetlobne faze, energije in reducenta, sodelujeta v sinteznih procesih. Poleg tega so 6 molekul ogljikovega dioksida (CO2), 24 vodikovih atomov, 6 molekul vode pomembni elementi za oblikovanje preprostih sladkorjev:

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

Temna faza fotosinteze je pomembna za rastline, saj se poleg glukoze v tem obdobju oblikujejo različne aminokisline, nukleotidi, maščobne kisline in glicerin.