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

Хлоропласты в клетках растений и складки цитоплазматической мембраны прокариот содержат зелёный 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 её. Электроны не падают обратно, а подхватываются молекулами переносчика электронов (никотинамидадениндинуклеотидфосфата). При этом их энергия частично расходуется на образование .
Процесс фотосинтеза включает две последовательные фазы: световую и темновую.
Световая фаза
Световая фаза — это этап, на котором энергия света, поглощённая хлорофиллом, преобразуется в электрохимическую энергию в цепи переноса электронов. Она осуществляется на свету, в мембранах гран тилакоидов, при участии белков-переносчиков и -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 — до ;
- фотолиз воды, происходящий при участии квантов света:
.
Результатами световых реакций являются:
- фотолиз воды с образованием свободного кислорода;
- синтез ;
- восстановление до .
Обрати внимание!
В реакциях световой фазы фотосинтеза накапливается энергия в и , которая тратится в процессах темновой фазы.
Синтез из за счёт энергии света — очень эффективный процесс: за одно и то же время в хлоропластах образуется в \(30\) раз (!) больше , 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 в глюкозу с использованием энергии, запасённой в молекулах и .
Эти реакции осуществляются в строме хлоропластов, куда из тилакоидов поступают богатые энергией вещества: и , накопленные в реакциях световой фазы фотосинтеза.
Источник углерода () 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.

Суммарные уравнения и частные реакции фотосинтеза представлены в таблице.

Значение фотосинтеза
1. В процессе фотосинтеза образуется свободный кислород, который необходим для дыхания организмов.
2. Фотосинтез обеспечивает постоянство уровня и 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 , 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.
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