Фотосинтез. Фотосинтез – основа существования биосферы, один из важнейших ее механизмов саморегуляции и самоподдержания

Фотосинтез – основа существования биосферы, один из важнейших ее механизмов саморегуляции и самоподдержания.

Фотосинтез – это превращение зелеными растениями при участии энергии света и хлорофилла простейших неорганических соединений в сложные органические вещества.

Реакция в общем виде выражается формулой:

6 CO₂ + 12 H₂O + 2829 кДж → С₆H₁₂O₆ + 6 H₂O + 6 O₂ ↑

Процесс протекает следующим образом.

Фотон солнечного света взаимодействует с молекулой хлорофилла, в результате чего высвобождается электрон одного из его атомов. Этот электрон реагирует с молекулой аденозиндифосфата (АДФ), которая, получив достаточную дополнительную энергию, превращается в молекулу аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ – вещество-энергоноситель, возбужденная молекула АТФ способствует образованию сахара и кислорода, при этом утрачивает часть своей энергии и снова превращается в молекулу АДФ. Процесс повторяется снова и снова, пока есть солнечный свет.

Возникновение фотосинтеза было связано, вероятно, с бедностью органической пищи в первичной водной среде, в которой зародилась жизнь. Архаичные организмы, находясь на границе воздушной и водной среды, насыщенной различными газами, научились синтезировать органические вещества. Таким образом они решили своего рода продовольственную проблему. В атмосферу Земли при этом выделялся побочный продукт реакции – кислород. Это привело к гибели организмов, изобретших фотосинтез, т.к. они были анаэробными. Это древнейшая экологическая катастрофа. Но переход на аэробное дыхание сделал возможным появление сложных многоклеточных организмов и человека в том числе.

В результате фотосинтеза растительность ежегодно усваивает около 200 млрд т углекислого газа и выделяет приблизительно 145 млрд т свободного кислорода, при этом образуется более 100 млрд т органического вещества. Если бы не фотосинтез, химически активный кислород, вступая в различные реакции, исчез бы приблизительно за 10 000 лет. На фотосинтез расходуется около 1 % солнечной энергии, приходящей на Землю, что составляет приблизительно 3·10 ¹⁸ кДж.