Фотосинтез на первый взгляд довольно простой процесс: растет себе цветочек под солнышком, синтезирует себе глюкозу с помощью солнечного света и выделяет кислород.
Однако, большинство школьников, при изучении данного процесса, начинают путаться в фазах этого процесса и их течениях и продуктах, образованных в этих фазах. Действительно, фотосинтез, при детальном разборе очень сложен и не понятен, но если систематизировать знания, но все довольно-таки легко.
Напомню, фотосинтез - сложный химический процесс преобразования энергии видимого света в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов.
Фотосинтез протекает только у тех организмов, у которых есть фотосинтетический пигмент, содержащийся у растений в хлоропластах, у водорослей в хроматофоре, а у бактерий этот пигмент называется бактериохлорофилл.
Фотосинтез протекает в две фазы: световая (происходит только на свету) и темновая (происходит как на свету, так и без него)
Итак, процесс фотосинтеза запускается с того момента, как на фотосистему попадают кванты солнечного света.
Фотосистема - это хлоропласт (граны) + пигмент хлорофилл
*Строение хлоропласта
Рекомендую, для лучшего понимания и усвоения, читать по одному предложению и смотреть на фото процесса фотосинтеза.
Световая фаза
Свет попадает на фотосистему II и "выбивает" электрон (1) из кристаллической решетки. Сама фотосистема переходит в возбужденное состояние, а "выбитый" электрон(1) подхватывается системой переносчиков и переносится в фотосистему I, у которой также под действием солнечного света "выбился" электрон(2). Этот процесс "выбивания" электронов идет столько, сколько действует солнечный свет. Электрон (2) системой переносчиком переносится в строму хлоропласта и там накапливается.
Возникает логичный вопрос: а что же сделать второй фотосистеме, чтобы заменить тот "выбитый" электрон? Ведь у первой фотосистемы "пустота" закрывается электроном из фотосистемы II.
Однако, природой все предусмотрено: на данном этапе происходит фотолиз воды.
Фотолиз воды - распад водных молекул из-за воздействия солнечного света (фотонов) при фотосинтезе на 1 молекулу кислорода, 4 атома водорода + и на 4 электрона.
Так как кислород далее не используется растением, он выпускается во внешнюю среду.
Электроны: часть идет на закрытие "пустоты" в фотосистеме, а затем, под действием квантов света, посредству системы переносчиков доставляется на внешнюю мембрану тилакоидов к остальным электронам.
Судьба водорода: Положительно заряженные ионы водорода накапливаются под мембраной тилакоидов.
А затем случается взрыв.... Нет, я не шучу, из-за того, что под мембраной тилакоида собралось огромное количество положительно заряженных ионов водорода, а над мембраной большое количество электронов (отрицательный заряд), образовалось электрическое поле. Вследствие этого, через протонную помпу ионы водорода с огромной силой выходят наружу у электронам. НО тут же, мгновенно, ионы водорода подхватывает НАДФ (происходит восстановление НАДФ), а также восстанавливается молекула АТФ.
Резюмирую: световая фаза (происходившая в тилакоидах) характеризуется следующими процессами:
- фотолиз воды и выделение молекулярного кислорода
- восстановление НАДФ
- Накопление АТФ, НАДФ*Н+
В световую фазу никогда не синтезируется углевод. НИКОГДА!!!
Темновая фаза
Благодаря световой фазе в строме хлоропласта накопились АТФ и НАДФ*Н+. Теперь, при наличии углекислого газа и этих двух веществ начинается синтез углеводов (глюкоза) (цикл Кальвина).
Этот процесс происходит с затратой энергии АТФ, которая превращается в АДФ (затем восстанавливается Н+)
Процессы, происходящие в этой фазе, могут идти как параллельно световой фазе, так и без наличия света
Таким образом, в темновой фазе происходят:
- синтез глюкозы
- окисление АТФ
- поглощение СО2
Надеюсь, эта информация была полезной. Если есть вопросы по этой теме, буду рада видеть в комментариях и с радостью отвечу.
Подписывайся на канал, чтобы не пропустить ничего нового, а также переходи в инстаграм, для закрепления темы тестами:
https://www.instagram.com/i_study_everything/