Какие процессы происходят в темновую фазу фотосинтеза? Где в хлоропластах они осуществляются?

Темновая фаза фотосинтеза, также известная как цикл Кальвина, — это часть фотосинтетического процесса, в которой происходит синтез органических веществ из углекислого газа (CO2). Эта фаза не требует света, но зависит от продуктов, образующихся в световой фазе, таких как АТФ и НАДФН.

Основные этапы темновой фазы включают следующие процессы:

1. Фиксация углерода: На первом этапе углекислый газ из атмосферы фиксируется в молекуле рибулозо-1,5-бисфосфата (РубП). Этот процесс катализируется ферментом рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазой/оксигеназой (Рубиско), который присоединяет CO2 к молекуле РубП, образуя нестабильное соединение, которое быстро распадается на две молекулы 3-фосфоглицерата (3-ФГ).

2. Восстановление: Молекулы 3-ФГ восстанавливаются до глицеральдегид-3-фосфата (Г3Ф) с помощью энергии АТФ и НАДФН, которые были произведены в световой фазе фотосинтеза. Этот процесс включает несколько химических реакций, в которых используется энергия для преобразования 3-ФГ в более энергетически богатую молекулу Г3Ф.

3. Регенерация РубП: Из молекул Г3Ф часть используется для синтеза органических веществ, таких как углеводы, а остальная часть идет на восстановление молекул РубП, что позволяет циклу Кальвина продолжаться.

Процесс темновой фазы происходит в строме хлоропластов — это жидкая матрица, окружающая внутренние мембраны хлоропластов (тилакоиды). Строма содержит все необходимые ферменты для выполнения реакций цикла Кальвина и других процессов, связанных с синтезом органических молекул.