Фотосинтез

Фотосинтез — это процесс запасания солнечной энергии путем образования новых связей в молекулах синтезируемых веществ. Исходными веществами для фотосинтеза являются вода и диоксид углерода. Из этих простых неорганических соединений образуются более сложные, богатые энергией питательные вещества. В качестве побочного, но очень важного продукта образуется молекулярный кислород. Согласно реакции:

Эта реакция идет за счет поглощения квантов света (hv) и при условии присутствия пигмента хлорофилла, содержащегося в хлоропластах.

В результате получается одна молекула глюкозы C₆H₁₂O₆ и шесть молекул кислорода. Процесс идет постадийно; сначала на стадии фотолиза при расщеплении воды образуются водород и кислород, а затем водород, соединяясь с углекислым газом, образует углевод — глюкозу C₆H₁₂O₆.

Фотосинтез — преобразование энергии излучения Солнца в энергию химических связей возникающих органических веществ.

Фотосинтез, производящий на свету кислород, является тем биологическим процессом, который обеспечивает живые организмы свободной энергией. Процесс обычного дыхания как процесс обмена веществ в организме, связанный с потреблением кислорода, является обратным процессу фотосинтеза. Оба эти процесса могут идти по следующей цепочке:

Конечные продукты дыхания служат исходными соединениями для фотосинтеза. Процессы фотосинтеза и дыхания участвуют в круговороте веществ в природе. Часть солнечного излучения поглощается растениями и некоторыми организмами, которые являются автотрофами, т.е. самопитающимися (питание для них — солнечный свет). В результате процесса фотосинтеза автотрофы связывают углекислый газ атмосферы и воду, образуя до 150 млрд тонн органических веществ, усваивая до млрд. тонн СO₂, и выделяют около 200 млрд. тонн свободного кислорода ежегодно.

Полученные органические вещества употребляют в качестве пищи человек и травоядные животные, которыми, в свою очередь, питаются другие гетеротрофы. Растительные и животные остатки затем разлагаются до простых неорганических веществ, которые снова могут участвовать в виде СO₂ и Н₂O в фотосинтезе. Часть получающейся энергии, в том числе запасенной в виде ископаемого энергетического топлива, идет на потребление ее живыми организмами, часть бесполезно рассеивается в окружающую среду. Поэтому процесс фотосинтеза благодаря обеспечению им необходимой энергии и кислорода является на определенном этапе развития биосферы Земли «катализатором» эволюции живого.