Mis juhtub, kui klorofüllimolekul neelab valgust?

Kui mõelda teadusharule, mis on seotud sellega, kuidas taimed oma "toitu" saavad, kaalute tõenäoliselt kõigepealt bioloogiat. Kuid tegelikkuses on füüsika bioloogia teenistuses, sest just päikese valgusenergia lendas kõigepealt käiku ja jätkab nüüd kogu elu planeedil Maa. Täpsemalt, see on energia ülekandmise kaskaad, mis käivitatakse siis, kui footonid kerge löögi a osades klorofüll molekul.

Footonite roll aastal fotosüntees Klorofüll neeldub viisil, mis põhjustab klorofülli molekuli osas olevate elektronide ajutise "erutuse" või kõrgema energia olekus. Kui nad triivivad tagasi oma tavapärase energiataseme poole, annab nende vabanev energia fotosünteesi esimese osa. Seega ilma klorofüllita ei saanud fotosüntees toimuda.

Taimed ja loomad on mõlemad eukarüoodid. Sellisena on nende rakkudes palju rohkem kui minimaalne, mis kõigil rakkudel peab olema (rakumembraan, ribosoomid, tsütoplasma ja DNA). Nende rakud on rikas membraaniga seotud organellid, mis täidavad raku sees spetsiaalseid funktsioone. Üks neist on eksklusiivne ainult taimedele ja seda nimetatakse

Kloroplastide sees on struktuurid, mida nimetatakse tülakoidideks ja millel on oma membraan. Tülakoidide sees asub klorofüllina tuntud molekul, mis teatud mõttes ootab juhiseid sõna otseses mõttes valgussähvatuse kujul.
Lisateavet taime- ja loomarakkude sarnasuste ja erinevuste kohta.

Kõik elusolendid vajavad kütuseks süsinikuallikat. Loomad saavad oma piisavalt lihtsalt süües ja oodates, kuni nende seede- ja rakuensüümid muudavad asja glükoosi molekulideks. Kuid taimed peavad oma lehtede kaudu võtma süsinikku kujul süsinikdioksiidgaas (CO₂) atmosfääris.

Fotosünteesi roll on püüda taimi sorteerida metaboolselt öeldes samasse punkti, kus loomad on korraga toitudest glükoosi tootnud. Loomadel tähendab see erinevate süsinikku sisaldavate molekulide väiksemaks muutmist enne, kui need rakkudesse jõuavad, kuid taimedes tähendab see süsinikku sisaldavate molekulide valmistamist suurem ja rakkudes.

Esimeses reaktsioonide komplektis, mida nimetatakse kerged reaktsioonid kuna need vajavad otsest valgust, siis tüüloidi membraanis ensüüme, mida nimetatakse Photosystem I ja Photosystem II kasutatakse valguse energia muundamiseks ATP ja NADPH molekulide sünteesimiseks elektronide transportimisel süsteemi.
Lisateavet elektronide transpordi ahela kohta.

Nn tumedad reaktsioonid, mis ei nõua ega häiri valgust, ATP-st ja NADPH-st korjatud energiat (kuna mitte midagi saab otseselt valgust "salvestada") kasutatakse glükoosi tootmiseks süsinikdioksiidist ja muudest süsinikdioksiidi allikatest taim.

Taimedel on lisaks klorofüllile palju pigmente, näiteks fükoerütriin ja karotenoidid. Klorofüllil on aga a porfüriin tsükli struktuur, mis sarnaneb inimese hemoglobiini molekuli omaga. Klorofülli porfüriinitsükkel sisaldab siiski magneesiumi, kus raud ilmub hemoglobiinis.

Klorofüll neelab valgust valgusspektri nähtava sektsiooni rohelises osas, mis ulatub vahemikku umbes 350 kuni 800 miljardikku meetrit.

Mõnes mõttes neelavad taime valgusretseptorid footoneid ja lükkavad nende abil elektronid, mis on uinutanud, erutatud ärkveloleku seisundisse, mis viib nad trepist üles. Lõpuks hakkavad ka läheduses asuvate klorofülli "kodude" naaberelektroonid ringi jooksma. Kui nad oma uinakutesse tagasi sättivad, võimaldab nende allkorrusel tuhisemine suhkrut ehitada keeruka mehhanismi kaudu, mis püüab nende jalgade energiast kinni.

Kui energia kantakse ühest klorofülli molekulist külgnevasse, nimetatakse seda resonantsenergia ülekandeks või erutus üleandmine.