Процесс, описываемый вашей схемой, называется фотосинтез. Это биохимический процесс, в ходе которого растения, некоторые бактерии и водоросли преобразуют световую энергию в химическую энергию, запасаемую в виде органических соединений, таких как глюкоза. В процессе фотосинтеза углекислый газ (CO2) и вода (H2O) используются для синтеза органических веществ, при этом выделяется кислород (O2) как побочный продукт.
Фотосинтез происходит в специализированных органеллах клеток, называемых хлоропластами, которые содержат пигмент хлорофилл. Хлорофилл играет ключевую роль в поглощении света, в основном в сине-фиолетовой и красной областях видимого спектра, и преобразовании его в энергию, необходимую для химических реакций.
Фотосинтез можно разделить на две основные стадии:
Световая фаза (или световые реакции): Эта стадия происходит на мембранах тилакоидов в хлоропластах и требует наличия света. Световая энергия используется для возбуждения электронов в молекулах хлорофилла, что приводит к их перемещению через электрон-транспортную цепь. В процессе происходит фотолиз воды, в результате которого образуется кислород. Энергия света также используется для синтеза АТФ и НАДФН, которые служат источниками энергии и восстановительной силы для темновой стадии.
Темновая фаза (или реакции Кальвина): Эта стадия происходит в строме хлоропластов и не требует прямого света, но использует продукты световой фазы — АТФ и НАДФН. В ходе темновой фазы углекислый газ фиксируется и преобразуется в глюкозу и другие углеводы через серию реакций, известных как цикл Кальвина.
Фотосинтез имеет огромное значение для жизни на Земле. Он является основным источником органической материи для большинства живых организмов и основным источником кислорода в атмосфере. Растения, водоросли и некоторые бактерии, такие как цианобактерии, выполняют этот процесс, являясь автотрофами, то есть организмами, способными синтезировать органические вещества из неорганических.