ФОТОСИНТЕЗ (2)

ФОТОСИНТЕЗ
Слово «фотосинтез» означает буквально создание или сборку чего-то
под действием света. Имеют в виду процесс, посредством которого растения
на солнечном свету синтезируют органические соединения из неорганического сырья. Все формы жизни нуждаются в энергии для роста и поддержания
жизни. Водоросли, высшие растения и некоторые типы бактерий улавливают
энергию солнца и используют ее для синтеза глюкозы - автотрофы. Животные получают энергию, поедая растения или других животных, питающихся
растениями – это гетеротрофы.
Мы пользуемся углем, природным газом, нефтью и т. д. Все эти виды
топлива — продукты разложения растений или животных, и запасенная в них
энергия была получена из солнечного света. Ветер и дождь тоже обязаны
солнцу. Весь свободный кислород атмосферы образовался в ходе фотосинтеза. Кроме этого, растения используют углекислый газ атмосферы, предотвращая парниковый эффект.
Важнейший путь химических реакций при фотосинтезе — это превращение углекислоты и воды в углероды и кислород.
Углеводы, образующиеся в этой реакции, содержат больше энергии, чем
исходные вещества, т. е. СO2 и H2O. Фотосинтез можно рассматривать как
процесс преобразования лучистой энергии Солнца в химическую энергию
растительных тканей.
Световая фаза фотосинтеза
Квант красного света, поглощенный хлорофиллом, переводит электрон в
возбужденное состояние. Этот электрон приобретает большой запас энергии,
вследствие чего перемещается на более высокий энергетический уровень. Он,
как по ступеням, перемещается по цепи сложных органических соединений,
встроенных в хлоропласт. Перемещаясь с одной ступени на другую, электрон
теряет энергию, которая используется для синтеза АТФ. Растративший энергию электрон возвращается к хлорофиллу. Новая порция световой энергии
вновь возбуждает электрон хлорофилла. Он снова проходит по тому же пути,
расходуя энергию на образования молекул АТФ.
Ионы водорода и электроны, необходимые для восстановления молекулносителей энергии, образуются при расщеплении молекул воды. Этот процесс
называют фотолизом воды, при этом выделяется ненужный кислород.
Таким образом, энергия солнечного света непосредственно используется
растительной клеткой для:
1.
возбуждения электронов хлорофилла, энергия которых далее
расходуется на образование АТФ;
2.
фотолиза воды, поставляющего ионы водорода и электроны в
световую фазу фотосинтеза. При этом выделяется кислород как побочный
продукт реакций фотолиза.
Этап, в течение которого за счет энергии света образуются богатые
энергией соединения — АТФ и молекулы-носители энергии, называют
световой фазой фотосинтеза.
Темновая фаза фотосинтеза
Энергия света, преобразованная в течение световой фазы в энергию, используется для синтеза глюкозы.
Эти процессы могут идти и на свету и в темноте внутри хлоропластов.
Поглощение углекислого газа и образование глюкозы в растениях
называют темновой фазой фотосинтеза, поскольку она может идти в темноте.
происходит внутри хлоропластов в строме.
Суммарная формула фотосинтеза:
6СО2 + 6Н2О + СВЕТ = С6Н2О6 + 6О2
Хемосинтез – синтез органических соединений за счет энергии реакций
окисления неорганических соединений. Хемосинтез свойственен для железобактерий и серобактерий. Первые из них используют энергию, освобождающуюся при окислении двухвалентного железа в трехвалентное; вторые окисляют сероводород до серной кислоты.
Окисление аммиака до азотистой и азотной кислоты нитрифицирующими бактериями .
Превращение 2-хвалентного железа в 3-хвалентное железобактериями
Окисление сероводорода до серы или серной кислоты серобактериями
Выделяемая энергия используется для синтеза органических веществ
Роль хемосинтеза: бактерии-хемосинтетики разрушают горные породы,
очищают сточные воды, участвуют в образовании полезных ископаемых.