В темновой фазе фотосинтеза, также называемой циклом Кальвина или светонезависимой фазой, основной процесс заключается в фиксации углекислого газа (CO₂) и его превращении в органические соединения, такие как глюкоза. Это происходит с использованием энергии в виде АТФ и восстановительного эквивалента НАДФ·Н, которые были произведены в световой фазе фотосинтеза.
Теперь разберем предложенные варианты:
а) Поглощение кванта молекулой хлорофилла – неверно. Поглощение света молекулой хлорофилла происходит в световой фазе фотосинтеза. В темновой фазе свет не нужен, так как энергия уже накоплена в АТФ и НАДФ·Н.
б) Разделение зарядов – неверно. Разделение зарядов происходит в световой фазе, в ходе работы фотосистем, где энергия света вызывает возбуждение электрона, что приводит к генерации протонного градиента для синтеза АТФ.
в) Синтез восстановителя углекислого газа – неверно. Восстановитель углекислого газа (НАДФ·Н) производится в световой фазе фотосинтеза, а в темновой фазе он используется для восстановления углеродных соединений.
г) Восстановление углеводов из углекислого газа – верно. Это ключевой процесс темновой фазы. В ходе цикла Кальвина углекислый газ фиксируется ферментом Рубиско (рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилаза/оксигеназа) и превращается в более сложные органические соединения. Восстановление происходит за счет энергии и восстановительных эквивалентов (АТФ и НАДФ·Н), образованных в световой фазе.
Таким образом, правильный ответ – г) восстановление углеводов из углекислого газа.
Важные этапы цикла Кальвина:
- Фиксация CO₂: углекислый газ связывается с рибулозо-1,5-бисфосфатом (RuBP), образуя нестабильное соединение, которое распадается на две молекулы 3-фосфоглицериновой кислоты (3-ФГА).
- Восстановление: 3-ФГА восстанавливается до 3-фосфоглицеральдегида (3-ФГАль) с использованием АТФ и НАДФ·Н.
- Регенерация RuBP: часть молекул 3-ФГАль используется для регенерации рибулозо-1,5-бисфосфата, чтобы цикл мог продолжаться.
Конечными продуктами темновой фазы являются углеводы, такие как глюкоза, которые могут использоваться растением для получения энергии или хранения.