Фотосинтез — процесс синтеза органических соединений из неорганических веществ, идущий за счет энергии света.
Все живое современной биосферы зависит от этого процесса. Фотосинтез делает энергию Солнца и углерод доступными для живых организмов и обеспечивает обогащение кислородом атмосферы Земли. Процесс фотосинтеза описывается суммарным уравнением
6С02 + 6Н20 4- солнечная энергия -> СбН126б + 602
Русский ученый К. А. Тимирязев показал, что для осуществления фотосинтеза необходим хлорофилл — вещество зеленого цвета, поглощающее солнечные лучи в красной и сине-фиолетовой частях спектра. У высших растений хлорофилл находится во внутренних мембранах хлоропластов — специализированных органелл растительной клетки, где происходят реакции фотосинтеза.
Фотосинтез протекает в две фазы — световую и темновую. Световая фаза идет только на свету, при этом под действием света молекулы хлорофилла теряют электроны и переходят в возбужденное состояние. Под влиянием положительно заряженных молекул хлорофилла по уравнению
2Н20 -> 4Н+ + 02 Т + 4е
происходит фотолиз воды с образованием молекулярного кислорода, электронов и протонов. Энергия солнечного излучения в световой фазе фотосинтеза используется хлоропластами для синтеза АТФ из аденозиндифосфата (АДФ) и фосфата, а также для восстановления НАДФ (никотинамидадениндинуклеотид-фосфата) до НАДФ • Н2.
В темновой фазе в присутствии АТФ и НАДФ • Н2 при участии ферментов из диоксида углерода и водорода образуется глюкоза:
6С02 + 24Н+ АТФ -> С6Н12Об + 6Н20
Углеводы, получавшиеся в процессе фотосинтеза, используются далее как исходный материал для синтеза других органических соединений.
