Для фотолиза воды при фотосинтезе требуется энергия солнечная.
Фотолиз воды — это процесс разложения молекул воды (H₂O) на кислород (O₂), протоны (H⁺) и электроны (e⁻) под действием света. Этот процесс происходит в хлоропластах растений, а именно в тилакоидных мембранах, и является частью светозависимых реакций фотосинтеза.
Фотосинтез состоит из двух основных этапов: светозависимые реакции и светонезависимые реакции (цикл Кальвина). Фотолиз воды происходит на этапе светозависимых реакций, когда энергия солнечного света захватывается фотосистемами II и I.
Фотосистема II содержит пигментные молекулы, такие как хлорофилл, которые поглощают световые фотоны. Поглощенная энергия света повышает энергетическое состояние электронов в хлорофилле, что приводит к их переходу на более высокий энергетический уровень. Эти возбужденные электроны затем передаются по электрон-транспортной цепи.
Одновременно с этим, энергия, полученная от света, используется для разрыва химических связей в молекулах воды. Этот процесс катализируется специальным белком — комплексом, связанным с фотосистемой II. В результате фотолиза образуются следующие продукты:
- Протоны (H⁺), которые увеличивают протонный градиент в тилакоиде и способствуют синтезу АТФ.
- Электроны (e⁻), которые заполняют "электронные дыры" в фотосистеме II, созданные при передаче возбужденных электронов.
- Молекулярный кислород (O₂), который выделяется в атмосферу как побочный продукт.
Таким образом, для фотолиза воды необходима именно солнечная энергия, которая поглощается и преобразуется в химическую энергию в процессе фотосинтеза. Другие типы энергии, такие как АТФ, тепловая или механическая, не участвуют в этом процессе напрямую.