Що таке фотосинтез?

Фотосинтез рослин відіграє важливу роль у диханні живих організмів, перебігу процесів окиснення в неживій природі, завдяки йому відбувається постійне поповнення кисню в атмосфері.

Що таке фотосинтез?

Фотосинтез – це процес синтезу органічних сполук з вуглекислого газу (СО2) та води (Н2О) з використанням енергії світла й за участю фотосинтетичних пігментів: (хлорофіл у рослин, хлорофіл, бактеріохлорофіл і бактеріородопсин у бактерій).

Цей дуже складний процес можна спрощено записати як реакцію утворення глюкози з вуглекислого газу і води з виділенням кисню.

Формула фотосинтезу має вигляд:

6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2

До процесу фотосинтезу здатні вищі рослини, деякі водорості та бактерії і найпростіші організми, відомі разом як фототрофи.

Реакція фотосинтезу відбувається в таких клітинних органелах, як хлоропласти. Завдяки досконалій будові фотосинтетичного апарату зелених рослин, забезпечується висока ефективність фотосинтезу. У клітинах зеленого листя рослин міститься в середньому від 20 до 100 хлоропластів, кожен з яких представляє собою відокремлену двомембранну структуру. Іноді хлоропласти спостерігаються в клітинах стебел і плодів, проте головним органом фотосинтезу є зелений лист рослини, завдяки особливостям своєї будови. Структурним компонентом хлоропластів є хлорофіл – зелений пігмент, який має здатність поглинати світло. Також в хлоропластах є такі структури, як ДНК, РНК (носії спадкової інформації) та рибосоми, які здійснюють синтез білка. У клітинах більшості водоростей фотосинтетична система – це хроматофори, які являють собою особливі внутрішньоклітинні органели, а в клітинах фотосинтезуючих бактерій – тилакоїди, що містять бактеріохлорофіл. Необхідною умовою фотосинтезу є наявність світла, води та вуглекислого газу.

Фотосинтез рослин має дві послідовних стадії. Перша стадія називається світлова (фотохімічна). На цьому етапі світлова енергія перетворюється в хімічну енергію для зв’язків високоенергетичних сполук, а також в універсальний відновник. На другій стадії, що має назву темнова (метаболічна), отримана хімічна енергія і універсальний відновник проходять цикл для фіксації та відновлення вуглекислоти, в результаті чого утворюються вуглеводи. Механізм фотосинтезу поділяє світлову та темновую стадії не тільки в часі, але й у просторі. Світловий етап проходить у спеціальних тілакоідних енергоперетворюючих мембранах, в той час як темнові реакції проходять або в стромі хлоропласта, або в цитоплазмі.

На інтенсивність процесу фотосинтезу впливає спектральний склад і інтенсивність світла, температура, водний режим рослини і його мінеральне живлення, концентрація СО2 і О2, а також інші фактори навколишнього середовища.

Вагомий внесок у вивчення ролі світла і хлорофілу в процесі фотосинтезу зробив видатний російський вчений К. А. Тимірязєв. За його словами, зелені рослини відіграють космічну роль завдяки тому, що вони здатні засвоювати сонячну енергію. Ця енергія, акумульована в органічних речовинах, використовується всіма живими організмами нашої планети.

Значення фотосинтезу в природі

1) Фотосинтез – єдиний процес у біосфері, що веде до збільшення її вільної енергії за рахунок зовнішнього джерела.

2) Щорічно в результаті фотосинтезу на Землі утворюється 150 млрд. тонн органічної речовини і виділяється близько 200 млн. тонн вільного кисню.

3) Кругообіг кисню, вуглецю та інших елементів, що беруть участь у фотосинтезі, підтримує сучасний склад атмосфери, необхідний для життя на Землі. Фотосинтез перешкоджає збільшенню концентрації СО2, запобігаючи перегрів Землі внаслідок так званого «парникового ефекту».

Якщо вам відоме більш повне визначення терміну “фотосинтез”, напишіть його в коментарях.