Фотосинтез

Фотосинтез — это процесс образования органических веществ клетками высших растений, водорослей и некоторыми бактериями с использованием энергии света.

Процесс происходит благодаря особым пигментам (хлорофиллам, бактериохлорофиллам и каротиноидам), которые расположены в хлоропластах растительных клеток или в хроматофорах клеток бактерий и водорослей.

В своей основе фотосинтез представляет собой окислительно-восстановительную реакцию. В ходе неё электроны переносятся от вещества-донора (например, воды или водорода) к акцептору (углекислому газу или органическим соединениям). Результатом является синтез восстановленных соединений (в первую очередь углеводов). Если в качестве донора электронов используется вода, то побочным продуктом реакции выделяется кислород.

Существует два основных типа фотосинтеза:

• Оксигенный (кислородный) фотосинтез: Протекает с выделением молекулярного кислорода (O₂). Его осуществляют высшие растения, микроводоросли и прокариотные организмы — цианобактерии.
• Аноксигенный (бескислородный) фотосинтез: Протекает без выделения кислорода. Вместо воды в качестве донора электронов используются другие соединения, например, сероводород или органические вещества. Такой тип фотосинтеза характерен для фототрофных бактерий: пурпурных и зелёных бактерий, а также гелиобактерий.

Современный контекст

Современные исследования значительно углубили понимание фотосинтеза. Установлено, что это не единая реакция, а сложный многоступенчатый процесс, разделённый на световую и темновую стадии. Открыты различные фотосинтетические пигменты и пути фиксации углерода (C3, C4, CAM-фотосинтез), что объясняет адаптацию растений к разным условиям среды. Изучение бактериального фотосинтеза имеет важное значение для эволюционной биологии, так как считается, что аноксигенный фотосинтез возник раньше оксигенного и подготовил условия для появления кислородной атмосферы Земли.