1. Светозависимые реакции

2 мин чтения

Фотосинтез — это биологический процесс, который позволяет зеленым растениям, водорослям и определенным бактериям преобразовывать энергию света в химическую энергию [4]. Этот процесс использует углекислый газ, воду и солнечный свет для производства сахаров, которые запасают химическую энергию для роста и метаболизма растений, выделяя при этом кислород в качестве ценного побочного продукта [1].

У растений фотосинтез происходит преимущественно внутри хлоропластов, находящихся в зеленых листьях [3]. Весь процесс разворачивается в два основных этапа: светозависимые реакции и цикл Кальвина (светонезависимые реакции) aline.com openstax.org.

1. Светозависимые реакции

• Локализация: Эти реакции происходят в тилакоидных мембранах внутри хлоропластов [1].
• Процесс: Пигменты, такие как хлорофилл, улавливают солнечный свет [5]. Поглощенная световая энергия запускает процесс фотолиза, который представляет собой расщепление молекул воды [1].
• Продукты: На этом этапе вырабатываются временные переносчики энергии — в частности, ATP и NADPH — и в атмосферу выделяется газообразный кислород ($O_2$) в качестве побочного продукта [2].

2. Цикл Кальвина (светонезависимые реакции)

• Локализация: Этот цикл происходит в строме хлоропласта [1].
• Процесс: Хотя эти реакции не требуют света напрямую, они зависят от ATP и NADPH, выработанных на светозависимом этапе [5]. Углекислый газ ($CO_2$) улавливается и фиксируется в ходе ряда этапов для синтеза глицеральдегид-3-фосфата (G3P), трехкарбонового сахара [1].
• Продукты: G3P в дальнейшем используется для синтеза глюкозы и других углеводов, которые служат источниками пищи и энергии для растения [1].

Итоговое химическое уравнение

Упрощенное общее химическое уравнение фотосинтеза выглядит так:

$$6 \text{CO}_2 + 6 \text{H}_2\text{O} + \text{энергия света} \rightarrow \text{C}6\text{H}{12}\text{O}_6 + 6 \text{O}_2$$ [1]

Благодаря этой двухэтапной системе растения эффективно улавливают энергию солнца, очищают окружающую среду от углекислого газа, обеспечивают основной источник метаболической энергии почти для всех биологических систем и поставляют кислород, необходимый живым организмам www.ncbi.nlm.nih.gov www.sciencefocus.com.