В детайли

Фотохимичният етап на фотосинтезата


Вижте по-подробно фотохимичната фаза.

Нарича се още „чистата фаза“ на фотосинтезата, тъй като появата й зависи изцяло от светлината. Тъй като това е стъпка, която се брои с участието на хлорофилни молекули, това се случва вътре в тилакоидите, в чието вътрешно лице на мембраните им молекулите на този фотосинтезиращ пигмент са "закотвени".

На този етап хлорофилът, когато се освети, губи електрони, което причинява "празнини" в молекулата. Съдбата на изгубените електрони и повторното заемане на тези празноти могат да следват два различни механизма, наречени циклично фотофосфорилиране и ациклично фотофосфорилиране.

В т.нар фотосистема I, преобладава хлорофилът а. Това, когато се освети, губи двойка възбудени (богати на енергия) електрони. В молекулата на хлорофила се установява "празнота" на електрон. Електронната двойка се събира от серия от цитохроми, вещества, които приемат допълнителни електрони, ставайки нестабилни и прехвърлящи тези електрони в други молекули.
Когато преминават през цитохромната верига, електроните постепенно губят енергия, която се използва при фосфорилиране (производство на АТФ чрез присъединяване на още една фосфатна група към молекула на ADP). Тъй като това фосфорилиране е възможно благодарение на светлинната енергия, улавяна от хлорофилните електрони, тя се нарича фотофосфорилиране.

След преминаване през цитохромната верига, електроните се връщат към молекулата на хлорофила, заемайки „празнотата“, която са оставили. Докато електроните се връщат към хлорофила, процесът е такъв цикличен.

Този механизъм използва две системи за фотосинтеза: фотосистема I и на фотосистема II, Във фотосистемата I преобладава хлорофилът надокато във фотосистемата II преобладава хлорофилът б.
хлорофил на, осветена, губи двойка активирани електрони, събрани от специален акцептор, ferridoxina. В същото време, хлорофил б, възбуден от светлината, губи двойка електрони, които след преминаване на верига цитохром заемат "празнотата", останала в молекулата на хлорофила а. По време на преминаването на тези електрони през цитохромната верига се получава освобождаване на енергия и ATP (фосфорилиране). Подобно на „електронната празнота“ на хлорофила на не се запълва от същите електрони, излезли от тази молекула, механизмът се нарича ациклично фотофосфорилиране.

Вътре в хлоропластите водата се разлага при наличие на светлина. Тази реакция е тази фотолиза на водата. (или реакция на Хил).

От продуктите на водната фотолиза електроните ще заемат "празнините", оставени от загубата на хлорофил от електрони. б. Н + протони, заедно с загубените от хлорофила електрони а, ще трансформира NADP (никотинамид аденин динуклеотид фосфат) в NADPH. В същото време се отделя кислород. Това е важен аспект на фотосинтезата: Целият кислород, генериран в процеса, идва от фотолиза на вода.

Фотосинтетичните същества използват водата като източник на водородни атоми, за да намалят NADP. Тези водородни атоми по-късно се използват за намаляване на СО2 дори въглехидрати. Общото уравнение на процеса е, както следва:

Стойността п обикновено съответства на шест, което води до образуване на глюкоза (С6Н12Най-6). Въпреки това, тъй като целият освободен кислород идва от вода, уравнението трябва да бъде коригирано на:

Така човек може да обясни произхода на дадено количество 2n на кислородни атоми от количество 2n водни молекули (H2О).