Фотосинтез обеспечивает растения энергией

Фотосинтез у растений — реакция растения на источник света

Фотосинтез разделяется на две части: фотосинтетическую реакцию, в ходе которой создается углеродное соединение, и фотохетеротрофную реакцию, в ходе которой углеродное соединение разлагается, выделяя энергию. Обе реакции происходят в разных частях хлорофилла и требуют разных фотосинтетических фосфорилирующих систем.

Этапы и составляющие фотосинтеза

Этапы фотосинтеза

Фотосинтез — это сложный процесс, который включает в себя несколько шагов.

Обычно он разделяется на два основных этапа: производство энергии (фотосинтез I) и синтез органических соединений (фотосинтез II).

Фотосинтез I (производство энергии):

Принятие солнечной энергии: Солнечная энергия поглощается хлорофиллом, специальным пигментом, расположенным в хлоропластах растений.
Трансфер электронов: Солнечная энергия используется для активации электронов в хлорофилле, которые затем переносятся по цепочке энергетических реакций.
Образование ATP: Энергия, полученная в результате цепочки реакций, используется для синтеза ATP (аденозин-трифосфата), который является основным носителем энергии

Фотосинтез II (синтез органических соединений):

Синтез CO2: С помощью ATP и натрия растения синтезируют углекислый газ (углерод).
Образование глюкозы: Углекислый газ соединяется с водой с помощью фосфата и нитрата, что приводит к образованию глюкозы, основного источника энергии для растений.
Во время фотосинтеза также происходит реакция, называемая фотофизическим циклом, которая приводит к образованию кислорода. Эта реакция называется так, потому что она включает в себя оба этапа фотосинтеза — производство энергии и синтез органических соединений. Фотофизический цикл происходит в так называемой транспортной цепочке, которая расположена в хлоропластах растений.

Фитохромы это пигменты, которые обеспечивают цвет листьев, цветков и плодов растений. Они также участвуют в фотосинтезе, защищая растение от увеличенного воздействия солнечного света. Существует два основных типа фитохромов: фитобласт и фитоцианин. Фитобласты обеспечивают красный, оранжевый и желтый цвет, а фитоцианины — зеленый цвет.

Источник

2. Фотосинтез

Фотосинтез — это процесс, благодаря которому существует большинство живых организмов на нашей планете.

Фотосинтез — процесс образования органических веществ из углекислого газа ( CO 2 ) и воды ( H 2 O ), протекающий с использованием солнечной энергии.

Фотосинтез происходит в хлоропластах у растений или на мезосомах у прокариот. На цитоплазматической мембране у этих организмов содержатся молекулы зелёного пигмента — хлорофилла .

Молекулы хлорофилла способны улавливать кванты света и переходить в возбуждённое состояние. От них отрываются электроны, которые подхватываются молекулами переносчика НАДФ + (никотинамидадениндинуклеотидфосфата). При этом энергия электронов частично расходуется на образование АТФ.

Процесс фотосинтеза включает две последовательные фазы: световую и темновую.

Световая фаза — процесс преобразования поглощённой хлорофиллом энергии света в электрическую энергию электрон-транспортной цепи. Она протекает на мембранах тилакоидов с участием фермента АТФ-синтетазы и мембранных белков-переносчиков.

У растений в световой фазе фотосинтеза происходят два процесса: фотолиз воды и синтез АТФ (нециклическое фосфорилирование).

• переход электронов хлорофилла под действием квантов света в возбуждённое состояние;
• восстановление окисленной формы молекул-переносчиков НАДФ + до НАДФ ·Н₂ ;
• разложение воды (фотолиз):

• фотолиз воды и выделение молекулярного кислорода;
• образование АТФ;
• образование НАДФ-восстановленного.

В световой фазе фотосинтеза энергия аккумулируется в НАДФ ·Н₂ и АТФ, которые используются для синтеза веществ в темновой фазе.

Процесс образования АТФ из АДФ за счёт световой энергии отличается высокой эффективностью: за единицу времени в хлоропластах синтезируется в \(30\) раз больше АТФ, чем в кислородном этапе энергетического обмена в митохондриях.

Темновая фаза — процесс преобразования CO 2 в глюкозу с использованием энергии, запасённой в молекулах АТФ и НАДФ ·Н_2.

Реакции темновой фазы происходят в строме хлоропластов, где находятся образовавшиеся в световой фазе молекулы НАДФ ·Н₂ и АТФ.

Процесс образования глюкозы из углекислого газа, протекающий в темновой фазе фотосинтеза, имеет название цикла Кальвина.

В результате реакций темновой фазы из углекислого газа образуется глюкоза, которая затем превращается крахмал.

Кроме глюкозы в хлоропластах синтезируются также другие органические вещества: аминокислоты, нуклеотиды и т. д.

1. При фотосинтезе образуются органические вещества, которые служат пищей для живых организмов.
2. При фотосинтезе выделяется свободный кислород, который нужен живым организмам для дыхания.

4. В верхних слоях воздушной оболочки Земли из кислорода образуется озон O 3 , из которого формируется защитный озоновый экран, предохраняющий организмы от опасного для жизни воздействия ультрафиолетового излучения.

Источник