Номер 5, страница 274 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

5. Что такое фотосинтез?

Фотосинтез (от древнегреческих слов φῶς — «свет» и σύνθεσις — «синтез») — это сложный биохимический процесс, в ходе которого автотрофные организмы (зелёные растения, водоросли, некоторые бактерии) преобразуют энергию света в энергию химических связей органических веществ. Главным пигментом, участвующим в этом процессе у растений, является хлорофилл, который и придает им зелёный цвет.

Для осуществления фотосинтеза необходимы три ключевых компонента:
1. Свет — источник энергии для всех реакций.
2. Углекислый газ ($CO_2$) — источник углерода, из которого строятся органические молекулы. Растения поглощают его из атмосферы через устьица на листьях.
3. Вода ($H_2O$) — источник электронов и протонов. Растения получают её в основном через корневую систему из почвы.

У растений и водорослей фотосинтез происходит в специализированных клеточных органеллах — хлоропластах.

Суммарное уравнение фотосинтеза можно записать следующим образом:
$6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{энергия света, хлорофилл}} \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2$
Таким образом, из неорганических веществ (углекислого газа и воды) на свету синтезируется органическое вещество (глюкоза $C_6H_{12}O_6$), которое используется организмом для питания и роста, а в качестве побочного продукта в атмосферу выделяется кислород ($O_2$).

Весь процесс фотосинтеза принято делить на две последовательные стадии:

1. Световая фаза. Эта стадия протекает только при наличии света на внутренних мембранах хлоропластов (тилакоидах). В ходе этой фазы энергия света поглощается хлорофиллом, что приводит к возбуждению его молекул. Эта энергия используется для синтеза богатых энергией молекул АТФ и НАДФ·Н. Также на этой стадии происходит фотолиз воды — её расщепление под действием света на протоны, электроны и молекулярный кислород, который и выделяется в атмосферу.

2. Темновая фаза (цикл Кальвина). Эта стадия происходит в строме (внутреннем пространстве) хлоропласта и не требует прямого участия света, однако использует продукты световой фазы (АТФ и НАДФ·Н). В ходе цикла реакций темновой фазы происходит фиксация углекислого газа: молекулы $CO_2$ связываются и с использованием накопленной энергии восстанавливаются до углеводов, в первую очередь глюкозы.

Значение фотосинтеза для биосферы Земли невозможно переоценить. Он является основным источником органического вещества, формируя основу большинства пищевых цепей. Кроме того, фотосинтез — главный процесс, поставляющий в атмосферу кислород, необходимый для дыхания подавляющего большинства живых существ, включая человека.

Ответ: Фотосинтез — это процесс, осуществляемый растениями, водорослями и некоторыми бактериями, в ходе которого под действием энергии солнечного света из неорганических веществ (углекислого газа и воды) создаются органические вещества (например, глюкоза) и выделяется кислород. Этот процесс состоит из двух фаз, световой и темновой, и является основой для существования большей части жизни на Земле, обеспечивая организмы пищей и кислородом для дыхания.