Теория:

Фотосинтез — важнейший процесс, лежащий в основе возникновения и существования подавляющего большинства организмов на Земле.
Фотосинтез — это процесс образования органических соединений из диоксида углерода (CO2) и воды (H2O) с использованием энергии света.
51.jpg

Хлоропласты в клетках растений и складки цитоплазматической мембраны прокариот содержат зеленый пигмент — хлорофилл. Хлорофилл обладает особой химической структурой, которая позволяет ему улавливать кванты света. Молекула хлорофилла способна возбуждаться под действием солнечного света, отдавать свои электроны и перемещать их на более высокие энергетические уровни.
Пример:
Этот процесс можно сравнить с подброшенным вверх мячом. Поднимаясь, мяч запасается потенциальной энергией; падая, он теряет ее. Электроны не падают обратно, а подхватываются молекулами переносчика электронов НАДФ+  (никотинамидадениндинуклеотидфосфата). При этом их энергия частично расходуется на образование АТФ.
Процесс фотосинтеза включает две последовательные фазы: световую и темновую.
Световая фаза
Световая фаза — это этап, на котором энергия света, поглощенная хлорофиллом, преобразуется в электрохимическую энергию в цепи переноса электронов. Она осуществляется на свету, в мембранах гран тилакоидов, при участии белков-переносчиков и АТФ - синтетазы.
Световая фаза фотосинтеза растений включает в себя нециклическое фосфорилирование и фотолиз воды
 
На фотосинтетических мембранах гран хлоропластов происходят следующие процессы:
  • возбуждение электронов хлорофилла квантами света и их переход на более высокий энергетический уровень;
  • восстановление акцепторов электронов — НАДФ+ до НАДФ·Н2;
  • фотолиз воды, происходящий при участии квантов света:
          2H2O4H++4e+O2
  
Результатами световых реакций являются:
  • фотолиз воды с образованием свободного кислорода;
  • синтез АТФ;
  • восстановление НАДФ+ до НАДФ·Н.
Обрати внимание!
В реакциях световой фазы фотосинтеза накапливается энергия в НАДФ·Н и АТФ, которая тратится в процессах темновой фазы.
Синтез АТФ из АДФ за счёт энергии света — очень эффективный процесс: за одно и то же время в хлоропластах образуется в \(30\) раз! больше АТФ, чем в митохондриях.
 
Во время световой фазы образуются богатые энергией молекулы и ионы водорода, необходимые для темновой фазы фотосинтеза. Дальнейшие процессы фотосинтеза могут идти и без солнечного освещения.
Темновая фаза
Реакции темновой фазы фотосинтеза протекают независимо от света.
Темновая фаза — процесс преобразования CO2 в глюкозу с использованием энергии, запасенной в молекулах АТФ и НАДФ·Н.
Эти реакции осуществляются в строме хлоропластов, куда из тилакоидов поступают богатые энергией вещества: НАДФ·Н и АТФ, накопленные в реакциях световой фазы фотосинтеза.

Источник углерода (CO2) растение получает из воздуха через устьица.

Превращение углекислого газа в глюкозу в ходе темновой фазы фотосинтеза получило название цикла Кальвина, по имени его открывателя.

Результатом темновых реакций является превращение углекислого газа в глюкозу, а затем в крахмал.
 
Помимо молекул глюкозы в строме хлоропластов происходит образование аминокислот, нуклеотидов, спиртов.
 
Фотосинтез-общая-схема-процесса.jpg

Суммарные уравнения и частные реакции фотосинтеза представлены в таблице:
 
Фотосинтез Уравнения.png
Значение фотосинтеза
1. В процессе фотосинтеза образуется свободный кислород, который необходим для дыхания организмов.
 
2. Фотосинтез обеспечивает постоянство уровня CO2 и O2 в атмосфере.
 
3. Фотосинтез обеспечивает образование органических веществ, а следовательно, пищу для всех живых существ.
 
4. В верхних слоях воздушной оболочки Земли из кислорода образуется озон O3, из которого формируется защитный озоновый экран, предохраняющий организмы от опасного для жизни воздействия ультрафиолетового излучения. 
Источники:
Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. 9 класс // ДРОФА
Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10-11 класс // ДРОФА
Лернер Г.И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель
Иллюстрации:
http://sdo.irgups.ru/moodle/mod/resource/view.php?id=5689