Механизм процесса фотосинтеза

Квант света ударяет в молекулу хлорофилла и выбивает из нее в строму электрон богатый энергией. Хлорофилл выступает в качестве элемента, который переводит энергию света в энергию электронов. Этот электрон захватывается ионом водорода, и водород переходит в атомарное состояние. В таком виде он захватывается веществом никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ). Образуется НАДФ·Н₂ (восстановленная форма), в виде которой водород запасается для последующего синтеза органических веществ. В Н⁺- резервуаре происходит диссоциация воды. Этот процесс называется фотолизом, так как происходит при участии световой энергии. Образовавшиеся ионы гидроксила (ОН ^-) отдают свои электроны и образуют воду и молекулярный кислород, который удаляется из растения как шлак. Отданные электроны поступают в молекулу хлорофилла и компенсируют убыль электронов от воздействия света. В Н⁺- резервуаре накапливаются ионы водорода, которые, проходя через мембраны телакоида, отдают свою энергию для синтеза АТФ из АДФ при участии АТФ-азы. В таком виде происходит накопление энергии для последующего синтеза органических веществ. Эта стадия фотосинтеза называется световой фазой, так как все процессы на данном этапе могут проходить только при участии световой энергии. Основными итогами данной фазы являются накопление водорода и энергии для синтеза органических веществ.

Вторая фаза фотосинтеза называется темновой фазой, так как при её осуществлении не требуется участие энергии света. В процессе этой фазы из углекислого газа, взятого из атмосферы, накопленного водорода и энергии, накопленной в виде АТФ в световую фазу, осуществляется синтез органических веществ в виде целлюлозы или крахмала. Вся совокупность этих реакций синтеза глюкозы, для последующей полимеризации, называется циклом Кальвина. Окончательное уравнение фотосинтеза: СО₂ + Н₂О + энергия света = (С₆Н₁₂О₆)_n + О₂ ↑

Схема процесса фотосинтеза

а/ Световая фаза фотосинтеза.

.б/ Темновая фаза фотосинтеза.

У некоторых групп бактерий существует второй вариант процесса автотрофного дыхания – хемосинтез. В отличие от фотосинтеза при хемосинтезе энергия для образования органических веществ берется от электронов, перемещающихся в процессе окислительно-восстановительных реакций.