6. Опишите процесс фотосинтеза.

Свет является первичным источником энергии, он используется в реакциях фотосинтеза у растений. По конечной сути реакция фотосинтеза довольно проста:

6СО₂ + 6H₂O + энергия света = С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ (рис. 6): с помощью энергии света из углекислого газа и воды синтезируется 6-углеродное органическое вещество - глюкоза (моносахарид), и в качестве «лишнего» продукта образуется кислород, который уходит в атмосферу. На самом деле реакция более сложная, она состоит из двух стадий: световой и темновой. Сначала на свету с помощью особого Mg-содержащего белка хлорофилла вода расщепляется на кислород и водород, а энергия водорода передается на синтез АТФ. Только потом, в темновой стадии, водород соединяется с углекислым газом и образуется глюкоза. При этом часть АТФ расщепляется, отдавая энергию глюкозе.

I фаза фотосинтеза - световая

1. Свет, попав на молекулу хлорофилла, которая находится в мембране тиллакоида гран, приводит к тому, что электроны сходят со своих орбит.

2. С помощью специального переносчика электроны переносятся на мембрану тиллакоида, где накапливаются и создают электрическое поле (-).

3. Место, вышедших электронов в молекуле хлорофилла, занимают электроны из воды, которая под действием света подвергается фотолизу:

Н₂О ► Н⁺ + ОН^-

ОН^- ► е^- + ОН

4ОН ► 2Н₂О + О2 - в атмосферу

4. Н+ накапливается внутри тилакоида и через мембрану не проникает, образуя положительно заряженное поле, что приводит к увеличению разницы потенциала по обе стороны мембраны.

5. При достижении критической разности потенциала, протон Н+ устремляется по каналу фермента АТФ-синтетазы, наружу.

6. На выходе из канала создается уровень энергии, которая идет на синтез АТФ, которая уходит затем в строму хлоропласта.

7. Н+ + 2е^- + НАДФ+—► НАДФ-Н - это молекулярный переносчик водорода, он тоже уходит в строму хлоропласта. (Этот механизм работает как челнок взад вперед, на свету).

Итак, в световую фазу образуются О₂, АТФ, НАДФ-Н.

II. Фаза: Темновые реакции

1. В строму хлоропласта поступают АТФ, НАДФ-Н и СО₂ из атмосферы.

2. В цикл Кальвина к пентозе присоединяется СО₂ и образуется гексоза С₆, которая неустойчива и распадается на 2 триозы 2С₃.

3. Каждая из триоз присоединяет по одной фосфорной группировке от АТФ, что обогащает молекулы триоз энергией.

4. Затем каждая из триоз присоединяет по одному атому водорода от 2-х молекул НАДФ-Н.

5. После чего одни молекулы триоз могут объединиться, образуя глюкозу

С6Н12О6,

6. А другие триозы могут превращаться в пентозы и вновь включаются в цикл Кальвина.

Суммарное уравнение фотосинтеза

6СО2 + 6Н2О ► С6Н12О6 + 6О2

Значение фотосинтеза

1. Фотосинтез - источник кислорода на Земле, ему обязаны жизнью все живые организмы на планете.

2. Из кислорода образуется озон.

3. Фотосинтез дает огромную массу органических веществ, которыми питаются гетеротрофы и которые используются в с/х и промышленности.

4. Вовлечение СО2 в фотосинтез приводит к его снижению в атмосфере. Так, например, наземные растения ежегодно извлекает из атмосферы 20млрд.т СО₂, а морские сообщества - 150 млрд.т СО₂.