21. Темновые реакции фотосинтеза — Цикл Кальвина
Темновые реакции (или светонезависимые) — это совокупность биохимических процессов, в ходе которых происходит фиксация углекислого газа (CO2) и его восстановление до углеводов (сахаров). Эти реакции происходят в строме хлоропластов и используют продукты световых реакций — АТФ (энергию) и NADPH (восстановительную силу).
Центральным процессом темновых реакций является Цикл Кальвина (или C3-путь), который состоит из трех основных стадий:
- Карбоксилирование: Молекула CO2 присоединяется к 5-углеродному сахару рибулозо-1,5-бисфосфату (РуБФ). Эту реакцию катализирует ключевой фермент РУБИСКО. Образуется неустойчивое 6-углеродное соединение, которое сразу распадается на две молекулы 3-углеродной 3-фосфоглицериновой кислоты (3-ФГК).
- Восстановление: 3-ФГК восстанавливается до 3-углеродного сахара (триозофосфата). Этот этап требует затрат АТФ и NADPH.
- Регенерация акцептора: Большая часть образовавшихся триозофосфатов используется для восстановления (регенерации) исходного акцептора CO2 — РуБФ, что также требует энергии АТФ.
Небольшая часть триозофосфатов выходит из цикла и используется для синтеза глюкозы, крахмала и других органических соединений. Для синтеза одной молекулы глюкозы требуется 12 молекул NADPH и 18 молекул АТР.
(с. 55-58)