Световая и темновая фазы фотосинтеза: Подробное решение

Фотосинтез — это сложный процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии света. Он делится на две фазы: световую и темновую. Световая фаза Эта фаза происходит только на свету в мембранах тилакоидов хлоропластов. 1. Поглощение света: Квант света падает на молекулу хлорофилла, переводя её электроны в возбужденное состояние. 2. Фотолиз воды: Под действием света происходит расщепление молекул воды. Уравнение процесса: \[ 2H_2O \xrightarrow{h\nu} 4H^+ + 4e^- + O_2 \uparrow \] Кислород удаляется в атмосферу как побочный продукт. 3. Образование АТФ: Энергия возбужденных электронов используется для синтеза АТФ из АДФ и фосфата (фотофосфорилирование): \[ АДФ + Ф \rightarrow АТФ \] 4. Восстановление НАДФ: Протоны водорода соединяются со специальным переносчиком: \[ НАДФ^+ + 2e^- + H^+ \rightarrow НАДФ \cdot H \] Итог световой фазы: образуются АТФ, НАДФ·H и свободный кислород. Темновая фаза (Цикл Кальвина) Эта фаза протекает в строме хлоропласта и не требует прямого наличия света (но использует продукты световой фазы). 1. Фиксация углекислого газа: \( CO_2 \) из атмосферы связывается с пятиуглеродным сахаром (рибулозобисфосфатом). 2. Восстановление: Используя энергию АТФ и водород из НАДФ·H, полученные в световой фазе, происходят химические реакции превращения углерода. 3. Синтез глюкозы: В результате цикла реакций образуется молекула глюкозы. Суммарное уравнение фотосинтеза: \[ 6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{h\nu} C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \] Сравнительная таблица для тетради: 1. Место протекания: Световая — тилакоиды; Темновая — строма. 2. Условия: Световая — только на свету; Темновая — свет не обязателен. 3. Что происходит: Световая — фотолиз воды, синтез АТФ; Темновая — фиксация \( CO_2 \), синтез глюкозы. 4. Результат: Световая — \( O_2 \), АТФ, НАДФ·H; Темновая — Глюкоза (\( C_6H_{12}O_6 \)).