Первый шаг в фотосинтезе - светозависимая реакция. На этом этапе молекулы хлорофилла поглощают фотоны и используют эту энергию для высвобождения заряженного электрона. Электрон передается цепочке молекул и ферментов, которые используют его для создания двух молекул, несущих энергию, АТФ и НАДФН.
Чтобы заменить потерянные электроны, хлорофилл расщепляет молекулы воды, поглощая электроны и выделяя газообразный кислород и ионы водорода: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e- Затем АТФ и НАДФН принимают участие в светонезависимых («темных») реакциях цикла Кальвина.
Цикл Кальвина
Цикл Кальвина представляет собой круговую серию реакций, которая использует молекулы-переносчики энергии (АТФ и НАДФН), созданные в светозависимых реакциях, для «закрепления» диоксида углерода в органических молекулах.
В цикле Кальвина одна молекула CO2 реагирует с рибулозобисфосфатом (RuBP), молекулой с пятью атомами углерода, добавляя один атом углерода, чтобы создать две молекулы глицеральдегид-3-фосфата (GA3P), каждая из которых содержит по три атома углерода.
Пять из каждых шести молекул GA3P, образующихся в цикле, используются для регенерации RuBP. Пять молекул GA3P (с тремя атомами углерода в каждой) создают три молекулы RuBP (с пятью атомами углерода в каждой). Шестая молекула GA3P используется для создания глюкозы. Две молекулы GA3P создают единую молекулу глюкозы, содержащую шесть атомов углерода.
Энергетические молекулы АТФ и НАДФН запускают серию реакций.
Как Растения Используют Свой Запас Глюкозы?
Глюкоза, образующаяся во время фотосинтеза, обеспечивает энергию для всех других клеточных процессов в растении. Растения могут транспортировать глюкозу туда, где она необходима, через второй тип сосудистой ткани, называемый флоэмой. Ксилема переносит воду и минералы к листьям, которые используются в фотосинтезе, а флоэма переносит глюкозу обратно в другие части растения. Ксилема и флоэма вместе образуют «прожилки» на листьях и стеблях растений.