ФОТОСИНТЕЗ. ЕГО СУЩНОСТЬ, ЗНАЧЕНИЕ.  (Продолжение тем "Элементный состав органического вещества", "Становление учения о Биосфере", "Обратимые и необратимые процессы. Энтропия".)

      Даже если посмотреть на биосферу  просто как на очень сложно организованный механизм, станет очевидно, что для своего функционирования она нуждается:

• В постоянном источнике энергии
• В механизмах, улавливающих эту энергию и направляющих её на построение органического вещества и Биосферы в целом.

– Основным источником энергии для Биосферы является Солнце.

– Основным механизмом, способным   улавливать бессмысленно

 рассеивающуюся солнечную энергию и направлять её на построение Биосферы, является фотосинтез.

  ФОТОСИНТЕЗ – это процесс образования первичного органического  вещества.  Такого наиболее краткое определение. Но в чём особая значимость этого процесса для Биосферы, что скрывается за этим определением? Вспомним, что:

–  органическое вещество не только не может самопроизвольно образоваться в условиях планеты, но, напротив, стремится разрушиться (и разрушается !!!) до тех веществ, из которых образовалось.

– Фотосинтез как раз является тем единственным механизмом, который способен в больших масштабах вновь и вновь осуществлять синтез органических молекул (глюкозы) из простых минеральных веществ (СО₂ и Н₂О).

– Эти органические молекулы (продукт фотосинтеза глюкоза), соответственно,  являются тем единственным органическим веществом, которое может быть получено из минерального. →

– Это означает, что все другие органические вещества являются производными от этого, единственного в своём роде, первичного продукта фотосинтеза (глюкозы).

       Суммируем то, что мы знаем о фотосинтезе:

•  Это  первичный  антиэнтропийный (см. Обратимые и необратимые процессы) механизм, благодаря которому солнечная энергия оказывается заключённой в органических веществах разнообразных растений, а затем и животных, что   делает  возможным само  их существование.

 • Для осуществления фотосинтеза необходимо наличие воды, углекислого газа и растительной клетки(т.е. цельной биосферы).

 • Первичным продуктом фотосинтеза является глюкоза.

 • Побочным продуктом фотосинтеза является кислород.

 • Происходит фотосинтез в зелёных частях растений благодаря наличию в их клетках особого органоида, – хлоропласта.

   Нам предстоит узнать, что ФОТОСИНТЕЗ – ЭТО НЕ КАКАЯ-ТО ОДНА РЕАКЦИЯ, А СОВОКУПНОСТЬ СЛОЖНЕЙШИХ, ОЧЕНЬ РАЗНЫХ ПРОЦЕССОВ.

ЗАДАЧА ВСЕХ ЭТИХ ПРОЦЕССОВ СОСТОИТ В ТОМ, ЧТОБЫ СДЕЛАТЬ ВОЗМОЖНЫМ протекание РЕАКЦИИ СИНТЕЗА ГЛЮКОЗЫ ИЗ ПРОСТЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ(СО₂  и Н₂ О).

РЕАКЦИЯ СИНТЕЗА ГЛЮКОЗЫ:

                                                          ферменты►                                 

  24Н  +  6CO₂  +   ЭНЕРГИЯ(72 АТФ)    ═     С₆Н₁₂О₆ (глюкоза)  +  6Н₂О

   Недостижимая сложность этого процесса заключается в том, что необходимо не только заставить углерод соединиться с водородом, но, главное, сначала извлечь его(углерод) из соединения с кислородом. Иначе говоря, необходимо заставить углерод перейти  из  состояния  максимальной  энтропии (СО_2,углекислый газ)  в состояние  минимальной энтропии (С₆Н₁₂О_6,глюкоза).

   Процессы, подготавливающие и делающие возможным протекание такой реакции, происходят в хлоропластах. Сложнейшим и принципиально важным этапом в совокупности процессов фотосинтеза является этап разрушения молекул воды для получения ионов водорода, которые будут играть ключевую роль в последующих этапах. Отметим здесь, что вследствие разрушения молекул воды происходит накопление отходов в виде групп ОН^о. Но природа стремится к безотходному производству, поэтому( параллельно с процессами собственно фотосинтеза), по мере накопления ОН-групп, с помощью ферментов запускается сложнейший процесс образования из них вновь молекул воды с выделением в атмосферу молекулярного кислорода:    4ОН → 2Н₂О + О₂           Фактором, запускающим всю совокупность  процессов, связанных с фотосинтезом и происходящих в хлоропластах,  являются молекулы хлорофилла.

Поэтому можно сказать, что ХЛОРОФИЛЛ – ЭТО ПЕРВИЧНЫЙ АНТИЭНТРОПИЙНЫЙ ФАКТОР В БИОСФЕРЕ.