Valgusreaktsioonid tekivad siis, kui taimed sünteesivad toitu süsinikdioksiidist ja veest, viidates sellele konkreetselt energiatootmise osa, mis vajab valgust ja vett edasiseks vajalikuks vajalike elektronide genereerimiseks süntees. Vesi annab elektronid, jagunedes vesiniku ja hapniku aatomiteks. Hapniku aatomid ühinevad kovalentselt seotud hapniku molekulidest, milles on kaks hapniku aatomit, samal ajal kui vesiniku aatomid muutuvad vesinikioonideks, kusjuures kumbki varuelektroon.
Fotosünteesi osana eraldavad taimed atmosfääri hapnikku - gaasina, samal ajal kui elektronid ja vesinikioonid või prootonid reageerivad edasi. Need reaktsioonid ei vaja jätkamiseks enam valgust ja bioloogias tuntakse neid tumedate reaktsioonidena. Elektronid ja prootonid läbivad keeruka transpordiahela, mis võimaldab taimel ühendada süsivesikute tootmiseks vesinik atmosfääris sisalduva süsinikuga.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Valgusreaktsioonid - valgusenergia klorofülli juuresolekul - lõhestavad vett. Vee jagamine hapnikugaasiks, vesinikioonideks ja elektronideks toodab energiat järgnevaks elektronide ja prootonite transportimiseks ning annab energiat taimele vajalike suhkrute tootmiseks. Need järgnevad reaktsioonid moodustavad Calvini tsükli.
Kuidas vesi annab fotosünteesi jaoks elektrone
Rohelised taimed, mis kasutavad kasvuks energia saamiseks fotosünteesi, sisaldavad klorofülli. Klorofüllimolekul on fotosünteesi põhikomponent, kuna see on valgusreaktsioonide alguses võimeline neelama valguse energiat. Molekul neelab kõik valguse värvid, välja arvatud roheline, mida see peegeldab, ja seetõttu näevad taimed välja rohelised.
Valgusreaktsioonides neelab klorofülli molekul ühe valguse footoni, põhjustades klorofülli elektroni siirdumise kõrgemale energiatasemele. Klorofülli molekulide pingestatud elektronid voolavad mööda transpordiahelat ühendisse, mida nimetatakse nikotiinamiidadeniin-dinukleotiidfosfaadiks või NADP-ks. Seejärel asendab klorofüll kadunud elektronid veemolekulidest. Hapniku aatomid moodustavad gaasilise hapniku, vesiniku aatomid aga prootonid ja elektronid. Elektronid täiendavad klorofülli molekule ja võimaldavad fotosünteesi protsessil jätkuda.
Calvini tsükkel
Calvini tsükkel kasutab valgusreaktsioonide abil toodetud energiat taimele vajalike süsivesikute saamiseks. Valgusreaktsioonid tekitavad NADPH, mis on elektroni ja vesiniku iooniga NADP ning adenosiintrifosfaat või ATP. Calvini tsükli ajal kasutab jaam süsinikdioksiidi fikseerimiseks NADPH-d ja ATP-d. Protsessis kasutatakse atmosfääri süsinikdioksiidist pärinevat süsinikku CH-kujuliste süsivesikute tootmiseks2O. Calvini tsükli produkt on glükoos, C6H12O6.
Elektroonide transpordiahela lõpp, mis annab taimedele energiat süsivesikute moodustamiseks, nõuab ammendunud ATP regenereerimiseks elektronide aktseptorit. Samal ajal, kui nad tegelevad fotosünteesiga, neelavad taimed hingamisprotsessis osa hapnikust. Hingamisel muutub hapnik lõplikuks elektronide aktseptoriks.
Näiteks pärmirakkudes võivad nad ATP-d toota ka hapniku puudumisel. Kui hapnikku pole saadaval, ei saa hingamine toimuda ja need rakud osalevad teises protsessis, mida nimetatakse fermentatsiooniks. Fermenteerimisel on lõplikud elektronide aktseptorid ühendid, mis toodavad ioone nagu sulfaat- või nitraatioonid. Erinevalt rohelistest taimedest ei vaja sellised rakud valgust ja valgusreaktsioonid ei toimu.
