Что такое фотосинтез

Кратко: фотосинтез — это процесс преобразования световой энергии в химическую, в ходе которого фототрофы (растения, водоросли, цианобаклии) синтезируют органические вещества (обычно глюкозу) из CO2 и H2O с выделением O2.

Ключевые моменты

• Где протекает: в хлоропластах растений и водорослей (в тилакоидных мембранах световых реакций; в строме — темновые реакции). У других бактерий — вMembranes, аналогичных тилакоидам.
• Основное уравнение (обобщённо): 6 CO2 + 6 H2O + световая энергия → C6H12O6 + 6 O2 Пр氧 выделяется из воды, а не из CO2.
• Этапы:
  1. Световые реакции (в тилакоидах): световая энергия захватывается фотосистемами II и I, идёт распад воды (photolysis) с выделением O2, образуются ATP и NADPH.
  2. Темновые реакции (Кальвина цикл, в строме): фиксация CO2 с использованием ATP и NADPH, образуются триозы (например, глицеральдегид-3-фосфат), из которых синтезируются глюкоза и другие углеводы; регенерация RuBP.
• Энергетика: световые реакции дают ATP и NADPH, которые затем используются в Кальвиновом цикле.
• Значение: источник органических веществ для почти всей жизни на Земле и кислорода в атмосфере; основу углеродного цикла.
• Варианты и нюансы: у некоторых бактерий фотосинтез без выделения кислорода (анаэробная фотосинтез); у растений основная форма — кислородосодержащий фотосинтез.
• Факторы скорости фотосинтеза: яркость и спектр света, температуpa, концентрация CO2, влажность, наличие хлорофилла и здоровье растений.

Советы для запоминания

• Световые реакции — свет, вода → O2, ATP, NADPH.
• Темновые реакции — CO2 + ATP + NADPH → сахар (через цикл Кальвина).
• О2 выделяется из воды, не из CO2.