Именно на этой стадии происходит магическое появление глюкозы.
Как мы помним, в результате световой фазы в хлоропластах накопилось некоторое количество законсервированной энергии (в виде молекул АТФ), а также молекул водорода (в связанном виде НАДФ•Н2 ).
Цикл состоит из трёх стадий:
3. для регенерации рибулозо-1,5-дифосфата. Цикл замкнулся. Исходная молекула готова следующему витку реакций.
Углеводы являются основным продуктом фотосинтеза, но также из промежуточных продуктов цикла Кальвина образуются аминокислоты, жирные кислоты, гликолипиды. Все эти соединения являются органическими, то есть, в их основе лежат углеродные цепочки с навешанными на них группами атомов кислорода, водорода и азота, в основном. Поэтому база под их появление одна и та же.
Всё это богатство растворено в воде (Н2О) которая составляет в принципе основную часть клетки. Из атмосферы путём обычной диффузии внутрь клетки поступает углекислый газ СО2. Вроде бы, всё перечислили.
А вот теперь рассказчику пришло время сознаться в одной «маленькой» недоговоренности.
Возможно, многих сейчас настигнет разочарование. (Рассказчик сам очень сильно разочарован, если что.)
С самого начала речь шла именно о синтезе глюкозы de novo (то есть типа с нуля), про остальные органические вещества речи не шло. Но они в клетке тоже как-то появляются (органические кислоты, альдегиды и т. д.)
Так вот, в темновую фазу фотосинтеза к уже имеющейся в клетке органической молекуле рибулозо-1,5-бисфосфата присоединяется СО2 из атмосферы, и в этот самый момент мы говорим о том, что запустился цикл Кальвина. Я не буду подробно расписывать последовательность химических реакций этого цикла, поскольку для общего представления о процессе это лишнее. Однако, скажу, что это очень похоже на процесс сборки кубика-рубика, с той лишь разницей, что помимо верчения молекулы в разные стороны, мы ещё добавляем или убираем разноцветные квадратики.
С самого начала речь шла именно о синтезе глюкозы de novo (то есть типа с нуля), про остальные органические вещества речи не шло. Но они в клетке тоже как-то появляются (органические кислоты, альдегиды и т. д.)
Так вот, в темновую фазу фотосинтеза к уже имеющейся в клетке органической молекуле рибулозо-1,5-бисфосфата присоединяется СО2 из атмосферы, и в этот самый момент мы говорим о том, что запустился цикл Кальвина. Я не буду подробно расписывать последовательность химических реакций этого цикла, поскольку для общего представления о процессе это лишнее. Однако, скажу, что это очень похоже на процесс сборки кубика-рубика, с той лишь разницей, что помимо верчения молекулы в разные стороны, мы ещё добавляем или убираем разноцветные квадратики.
Цикл состоит из трёх стадий:
1. под действием специального фермента происходит присоединение СО2 к рибулозо-1,5-бисфосфату и расщепление полученной гексозы на две молекулы 3-фосфоглицериновой кислоты (3-ФГК). То есть, получили какой-то шестиуглеродный сахар и тут же развалили его на две трёхуглеродные молекулы.
2. 3-ФГК восстанавливается до фосфоглицеральдегида (ФГА), часть молекул которого выходит из цикла для синтеза глюкозы и других углеводов посложнее. И в этом случае ФГА в присутствии воды, с участием АТФ и НАДФ•Н2 проходит свой путь «кубика Рубика», а другая часть используется в третьей стадии
2. 3-ФГК восстанавливается до фосфоглицеральдегида (ФГА), часть молекул которого выходит из цикла для синтеза глюкозы и других углеводов посложнее. И в этом случае ФГА в присутствии воды, с участием АТФ и НАДФ•Н2 проходит свой путь «кубика Рубика», а другая часть используется в третьей стадии
3. для регенерации рибулозо-1,5-дифосфата. Цикл замкнулся. Исходная молекула готова следующему витку реакций.
Вышеописанные реакции происходят в тех же структурах клетки, что использовались и в световую фазу. Более того, в некоторых растениях темновая фаза реализуется совместно со световой, просто не так интенсивно (потому что «рабочие места» приходится делить с параллельными процессами).
При фотосинтезе зеленый лист использует лишь около 1% падающей на него солнечной энергии, продуктивность составляет около 1 г органического вещества на 1 кв.м.
При фотосинтезе зеленый лист использует лишь около 1% падающей на него солнечной энергии, продуктивность составляет около 1 г органического вещества на 1 кв.м.
Весь прикол в том, что в современном мире клетки не образуются заново каждый раз из неорганики. Каждая новая клетка получается путем деления предыдущей (это один из постулатов Клеточной теории. Как-нибудь обязательно расскажу, как человечество до неё дошло). Поэтому пронаблюдать все процессы приводящие к появлению всех классов органических веществ в живом организме просто невозможно. Новая клетка содержит в себе изначально все необходимые субстраты для включения необходимых циклов и длинных каскадов реакций. Ей остается только запустить уже отрегулированный механизм и скармливать ему необходимые кирпичики, добытые из окружающей среды.
Синтезированная глюкоза либо сразу идёт на производство энергетических молекул АТФ, либо откладывается про запас в виде длинных разветвленных молекул крахмала. Всеми любимая картошечка это как раз пример такого хранилища углеводов.
Синтезированная глюкоза либо сразу идёт на производство энергетических молекул АТФ, либо откладывается про запас в виде длинных разветвленных молекул крахмала. Всеми любимая картошечка это как раз пример такого хранилища углеводов.
На картинке видно, как это происходит.
Когда мы кладём в рот, казалось бы, безвкусный кусочек сырой картошки, то через некоторое время обязательно почувствуем сладкватый привкус. Это фермент амилаза, содержащийся в слюне, начнет откусывать от крахмала по одной глюкозке, и наш язык с помощью вкусовых рецепторов распознает её как сладость.