Что такое фотосинтез?

Фотосинтез растений играет важную роль в дыхании живых организмов, течения процессов окисления в неживой природе, благодаря ему происходит постоянное пополнение кислорода в атмосфере.

Что такое фотосинтез?

Фотосинтез - это процесс синтеза органических соединений из углекислого газа (СО2) и воды (Н2О) с использованием энергии света и при участии фотосинтетических пигментов: (хлорофилл у растений, хлорофилл, бактериохлорофилл и бактериородопсином у бактерий).

Этот очень сложный процесс можно упрощенно записать как реакцию образования глюкозы из углекислого газа и воды с выделением кислорода.

Формула фотосинтеза имеет вид:

6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2

К процессу фотосинтеза способны высшие растения, некоторые водоросли и бактерии и простейшие организмы, известные вместе как фототрофы.

Реакция фотосинтеза происходит в таких клеточных органеллах, как хлоропласты. Благодаря совершенной строении фотосинтетического аппарата зеленых растений, обеспечивается высокая эффективность фотосинтеза. В клетках зеленых листьев растений содержится в среднем от 20 до 100 хлоропластов, каждый из которых представляет собой обособленную двомембранну структуру. Иногда хлоропласты наблюдаются в клетках стеблей и плодов, однако главным органом фотосинтеза зеленый лист растения, благодаря особенностям своего строения. Структурным компонентом хлоропластов является хлорофилл - зеленый пигмент, который обладает способностью поглощать свет. Также в хлоропластах есть такие структуры, как ДНК, РНК (носители наследственной информации) и рибосомы, осуществляющие синтез белка. В клетках большинства водорослей фотосинтетическая система - это хроматофоры, которые представляют собой особые внутриклеточные органеллы, а в клетках фотосинтезирующих бактерий - тилакоиды, содержащих бактериохлорофилл. Необходимым условием фотосинтеза является наличие света, воды и углекислого газа.

Фотосинтез растений имеет две последовательных стадии. Первая стадия называется световая (фотохимическая). На этом этапе световая энергия превращается в химическую энергию для связей высокоэнергетических соединений, а также в универсальный восстановитель. На второй стадии, которая называется темновую (метаболическая), полученная химическая энергия и универсальный восстановитель проходят цикл для фиксации и восстановления углекислоты, в результате чего образуются углеводы. Механизм фотосинтеза разделяет световую и темновую стадии не только во времени, но и в пространстве. Световой этап проходит в специальных тилакоидних енергоперетворюючих мембранах, в то время как темные реакции проходят или в строме хлоропласта, или в цитоплазме.

На интенсивность процесса фотосинтеза влияет спектральный состав и интенсивность света, температура, водный режим растения и его минеральное питание, концентрация СО2 и О2, а также другие факторы окружающей среды.

Большой вклад в изучение роли света и хлорофилла в процессе фотосинтеза сделал выдающийся русский ученый К. А. Тимирязева. По его словам, зеленые растения играют космическую роль благодаря тому, что они способны усваивать солнечную энергию. Эта энергия, аккумулированная в органических веществах, используется всеми живыми организмами нашей планеты.

Значение фотосинтеза в природе

1) Фотосинтез - единственный процесс в биосфере, что ведет к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника.

2) Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется 150 млрд. Тонн органического вещества и выделяется около 200 млн. Тонн свободного кислорода.

3) Круговорот кислорода, углерода и других элементов, участвующих в фотосинтезе, поддерживает современный состав атмосферы, необходимый для жизни на Земле. Фотосинтез препятствует увеличению концентрации СО2, предотвращая перегрев Земли вследствие так называемого «парникового эффекта».

Если вам известно более полное определение термина «фотосинтез», напишите его в комментариях.