Фотосинтез. Дихання. Жемосинтез

Фотосинтез  - складний процес перетворення світлової енергії (енергії сонячних променів) в енергію хімічних зв’язків органічних речовин з використанням неорганічних речовин. Відбувається цей процес у автотрофних організмів. Він включає світлову та темнову фази.

1. Світлова фаза. Відбувається тільки при світлі на мембранах тілакоїдів. Завдяки енергії сонця відбувається три групи реакцій: 1) збудження хлорофілу, відщеплення електронів і синтез АТФ завдяки енергії збудження електронів; 2) фотоліз води  - розклад молекули води; 3) приєднання іонів Гідрогену до переносника НАДФ.

Кванти світла, потрапивши на молекулу хлорофілу, спричиняють її високоенергетичний збуджений стан. При цьому електрони теж переходять у збуджений стан і переміщуються електронно-транспортним ланцюгом на мембрани до місця синтезу АТФ. Одночасно під дією світла розкладаються молекули води і утворюються іони Гідрогену. На мембрані тілакоїдів іони Гідрогену приєднуються до переносника НАДФ завдяки електронам хлорофілу, а енергія, що виділилася, використовується для синтезу АТФ. Іони Оксигену, що утворилися в результаті фотолізу води, віддають елект-рони молекулі хлорофілу і перетворюються на вільний кисень, що виділяється в атмосферу.

2. Темнова фаза. Для процесів реакцій другої стадії наявність світла не обов’язкова. Джерелом енергії є синтезовані на світлі молекули АТФ.

У стромі хлоропластів, куди надходять НАДФ · H + H⁺, АТФ та вуглекислий газ із атмосфери, проходять циклічні реакції, у результаті яких іде фіксація вуглекислого газу, його відновлення Гідрогеном завдяки НАДФ · H + H⁺, і синтез глюкози. Ці реакції відбуваються за рахунок енергії АТФ, синтезованої у світловій фазі.

Фотосинтез має виключно важливе значення в біосфері  - весь кисень, яким дихають рослини та тварини, має переважно фотосинтетичне походження.

Хемосинтез  - процес перетворення енергії реакцій окислення неорганічних речовин. Хемосинтезуючі організми є прокаріотами  - це азотфіксуючі, нітрофіксуючі бактерії, також сіркобактерії, залізобактерії. З їх діяльністю пов’язане перетворення недоступного для рослин атмосферного азоту в доступні для них сполуки, а також утворення покладів залізних руд і сірки.