Фотосинтез

Общая схема фотосинтеза

Фотосинтез — Ольга Аверчева // ПостНаука [15:17]

Гордон — Диалоги [272] Фотосинтез и флуоресценция

Фотосинтез (от др.-греч. φῶς — свет и σύνθεσις — соединение, складывание, связывание, синтез) — процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету с участием фотоминтетических пигментов: хлорофилл у растений, бактериохлорофилл у бактерий и бактериородопсин у архей. Это один из важнейших биохимических процессов на Земле.

Описание процесса

Фотосинтез происходит в два этапа — стадия света, так называемая фаза изменения энергии, на которой свет поглощается, и его энергия превращается в энергию химической связи, а кислород выделяется в качестве побочного продукта, и темная фаза, так называемая фаза изменения вещества, где энергия химических связей соединений, образовавшихся в фазе света, используются для синтеза органических соединений. Обе фазы происходят одновременно и в присутствии света. Эффективность преобразования энергии света в энергию химических связей углеводов составит 22-33 %.

В этом процессе энергия света преобразуется в химическую энергию, которая накапливается в органическом веществе. Получающаяся в результате богатая энергией глюкоза перемещается из хлоропластов в цитоплазму клетки и используется четырьмя основными способами:

• продолжает создавать еще более сложные вещества, необходимые клетке для постоянного использования;
• используется для дыхания: разлагается на углекислый газ и воду, выделяемая энергия используется клеткой для поддержания ее жизненно важных функций;
• превращается в запасное органическое вещество крахмал, который можно использовать в качестве источника энергии при отсутствии света;
• переходит в другие, освещенные солнцем клетки, где глюкоза используется в первых трех направлениях.

Последнее особенно важно для многоклеточных растений, потому что часть их тела — корни — находится под землей, куда свет не проникает. Кроме того, многие живые растительные клетки расположены внутри ствола и также не освещаются солнцем. Таким образом, благодаря хлоропластам все остальные части растения снабжаются энергией и питательными веществами, так как фотосинтез возможен только в этих пластидах.

Фотосинтез — единственный процесс в биосфере, который ассимилирует солнечную энергию и обеспечивает существование как растений, так и всех гетеротрофных организмов. Этот процесс поддерживает высокий уровень кислорода в атмосфере и способствует увеличению количества органического углерода, увеличению массы органического вещества из-за неорганического вещества.