Фотосинтез

Фотосинтез — это процесс синтеза органических веществ (в первую очередь сахаров) из неорганических компонентов: углекислого газа (CO₂) и воды (H₂O). Этот процесс происходит с использованием энергии солнечного света, которая улавливается и преобразуется в химическую энергию.

Процесс можно разделить на две основные стадии:

• Световая стадия (светозависимые реакции): Происходит на мембранах тилакоидов хлоропластов. Энергия света поглощается пигментами (в основном хлорофиллом) и используется для расщепления воды (фотолиз) с выделением кислорода (O₂), а также для синтеза молекул-носителей энергии — АТФ и НАДФ·H.
• Темновая стадия (светонезависимые реакции, цикл Кальвина): Происходит в строме хлоропластов. Используя энергию АТФ и восстановительную силу НАДФ·H, полученные на световой стадии, из углекислого газа синтезируется глюкоза.

Фотосинтез является основой жизни на Земле, так как он:

• Создаёт органическое вещество, служащее пищей для всех гетеротрофных организмов.
• Насыщает атмосферу кислородом.
• Связывает углекислый газ, регулируя его содержание в атмосфере.

Способностью к фотосинтезу обладают:

• Зелёные растения
• Водоросли (зелёные, бурые, красные и др.)
• Некоторые группы бактерий (например, цианобактерии, пурпурные и зелёные серные бактерии, у которых процесс может иметь особенности).

Современный контекст

Современные исследования фотосинтеза сосредоточены на повышении его эффективности у сельскохозяйственных культур для решения проблем продовольственной безопасности, а также на искусственном воспроизведении процесса (искусственный фотосинтез) для получения экологически чистого топлива (например, водорода) и связывания углекислого газа. Открыты различные дополнительные пути фиксации углерода (C4-фотосинтез, CAM-фотосинтез), которые позволяют растениям эффективно существовать в условиях жары и засухи.