Фотосинтез – это процесс образования из неорганических веществ органических при воздействии света. Фотосинтез свойственен растениям, водорослям, а также некоторым бактериям.
Процесс фотосинтеза не возможен без участия света, но если без света не возможно начало процесса, то некоторые стадии спокойно могут протекать и в темноте.Кроме света в процессе фотосинтеза важно присутствие воды, так как именно вода может обеспечить необходимое количество водорода, который в свою очередь восстанавливает диоксид углерода до глюкозы. Кислород, образуемый в результате данной химической реакции, является всего лишь побочным продуктом.
Основу фотосинтеза составляет превращение электромагнитной энергии света в химическую энергию.
Сам процесс происходит в хлоропластах. Хлоропласты содержат собственную ДНК и окружены двумя мембранами, которые содержат ферменты, запускающие реакцию фотосинтеза от воздействия солнечного света.
В состав воздуха помимо прочих химических элементов и соединений входит и диоксид углерода (углекислый газ), который проникает в зеленые части растения через отверстия в эпидермисе, называемые устьицами. Корни растения способны поглощать из почвы воду и минеральные вещества. Вода, по проводящей системе растения попадает в листья. Для того чтобы запустился процесс образования органических веществ, необходима энергия, которая поглощается пигментами растения – хлорофиллом. Энергию в необходимом количестве дает солнечный свет.
Фотосинтез – это одновременно процесс окисления и процесс восстановления, который может происходить только на свету. В результате фотосинтеза происходит химическая реакция с выделением кислорода и поглощением диоксида углерода.
Джозеф Пристли в 1770 году одним из первых обнаружил свойство растений выделять кислород. Дальнейшие исследования показали, что не все части растения способны выделять кислород, а лишь те, которые имеют зелёный цвет и только на свету. Зеленый цвет частям растений придает пигмент, который называется хлорофилл. Продолжая изучать растения, исследователи сделали открытие, что для питания растениям необходима вода и диоксид углерода.
Только в 19 веке был открыт тот факт, что фотосинтез это процесс обратный дыхательному. Жан Батист Буссенго считал, что кислород растения производят из углекислого газа, и долгое время эта теория не подвергалась сомнению.Фотосинтез по своим свойствам уникальный процесс, так как он приводит к увеличению свободной энергии биосферы, получаемой из внешних источников, таких как солнце. Процесс фотосинтеза важен как для существования самих растений, так и для жизни человека. Каждый год за счёт процесса фотосинтеза в атмосфере образуется более двухсот миллиардов кислорода.
Без процесса фотосинтеза на Земле бы с каждым годом увеличивалось содержание углекислого газа, что со временем бы привело к перегреву планеты и гибели всего живого, именно фотосинтез поддерживает углекислородный баланс планеты.
Самые известные имена деятель науки, занимающиеся данным вопросом: Александр Михайлович Бутлеров, Адольф Байер, Алексей Николаевич Бах, Мелвин Калвин, Джозеф Пристли, Жан Батист Буссенго и многие другие биологи, физики и химики. Но не смотря на то что процессом фотосинтеза занимаются на протяжении нескольких веков в разных странах мира, а также в различных сферах науки до сих пор все стадии и этапы фотосинтеза не изучены до конца и работа продолжается и по сей день. Это актуально ещё и потому что, возможно именно благодаря процессу фотосинтеза будет найден неиссякаемый источник энергии, не загрязняющий окружающую среду.
Человечество использует 7-10% продуктов получаемых в процессе фотосинтеза в пищу, а также использует получаемые продукты на корм для животных, в виде топлива: древесина, уголь и даже нефть, а также строительный материал.
Процесс синтеза органических веществ из неорганических происходит в две стадии, которые условно можно назвать световая и темновая. Первая стадия проходит на свету, при этом расщепляется вода и выделяется кислород; а вторая стадия без участия света и именно на ней происходит синтез углекислого газа до сахара и крахмала.