תגובות תלויות אור משתמשות באור ובמים כדי לייצר את הכימיקלים ATP ו- NAPDH בשלב הראשון של הפוטוסינתזה. אור הנופל על עלי הצמח נספג בצבעים כמו כלורופיל ומשמש להפרדת מים למימן וחמצן. החמצן משוחרר על ידי הצמח, אטומי המימן משמשים להחלפת כימיקלים קודמים ל- ATP ו- NADPH. באופן זה צמחים משנים את אנרגיית האור מהשמש לאנרגיה כימית בה הם יכולים להשתמש בתהליכים הביולוגיים שלהם.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
תגובות תלויות אור משנות את אנרגיית האור לאנרגיה כימית בשלב הראשון של הפוטוסינתזה. התגובות יוצרות ATP ו- NAPDH מכימיקלים קודמים ומים באמצעות אנרגיה שנלכדת מהאור על ידי צבעים כמו כלורופיל. תגובות כהות שלאחר מכן יכולות להתרחש בהיעדר אור ומשמשות את הצמח לייצור כימיקלים יכול להשתמש בתהליכים הביולוגיים שלו, יחד עם יותר מכימיקלים קודמים המשמשים תלויים באור תגובות.
כיצד פועלת פוטוסינתזה
פוטוסינתזה היא התהליך בו משתמשים הצמחים כדי להפוך את אור השמש לאנרגיה כימית המאפשרת להם לייצר את הכימיקלים הדרושים להם בכדי לחיות. בסך הכל התהליך ממיר פחמן דו חמצני ומים לפחמימות וחמצן בנוכחות אור. הנוסחה הכימית לתגובה היא 6CO2 + 6H2O + אור = (CH2O)6 + 6 O2, אך ישנם שלבים בודדים רבים המובילים לתוצאה הכוללת.
ניתן להפריד את תהליך הפוטוסינתזה לשני חלקים: התגובות התלויות באור והתגובות החשוכות. בתגובות התלויות באור, תאי הצמח סופגים אנרגיית אור ומשתמשים בה לפיצול מולקולות מים. אטומי המימן של מולקולות המים משמשים בתגובה כימית בזמן שהחמצן משתחרר כגז.
החלק השני של תגובות הפוטוסינתזה נקרא תגובות כהות או תגובות שאינן תלויות באור מכיוון שהן אינן זקוקות לאור כדי להמשיך. בתאי צמח הם מתרחשים בעיקר במהלך היום מכיוון שהם עובדים יחד עם תגובות תלויות אור, המשתמשות במוצרי התגובה שלהם כמגיבים לייצור פחמימות כמזון לצמח.
תגובות תלויות אור
המגיבים בתגובה הכימית התלויה באור הם אדנוזין דיפוספט (ADP), ניקוטינאמיד אדנין פוספט דינוקליאוטידי (NADP).+) והמימן במים. האנרגיה של האור הנספג מעבירה יוני מימן ואלקטרונים ל- NADP+, משנה אותו לניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד פוספט (NADPH). במקביל מתווספת ל- ADP קבוצת פוספט ליצירת טריפוספט אדנוזין (ATP). שני הכימיקלים החדשים שהם תוצרת תגובה זו אוגרים את אנרגיית האור כאנרגיה כימית.
החלק הראשון של תהליך הפוטוסינתזה מתרחש בסמוך לקרומי התילאקואידים של כלורופלסטים של תא הצמח. כלורופיל ממוקם בשקיות התילאקואידים, וב- NAPD+ מולקולות קולטות את יוני המימן והאלקטרונים שלהן בקרומים. הכלורופלסטים עצמם מופצים בכל עלי הצמח, כאשר כמה מהם נמצאים בכל תא הצמח.
תגובות עצמאיות קלות
התגובות הכהות משתמשות בכימיקלים NADPH ו- ATP שנוצרו במהלך החלק הראשון של הפוטוסינתזה כדי לייצר את מוצרי הקצה הפחמימות של הפוטוסינתזה. בסטרומה של תאי הצמח, הכימיקלים NADPH ו- ATP מקבעים פחמן דו חמצני מהאוויר כדי לייצר סוכר שיכול לשמש מזון לצמח. הפחמן הדו-חמצני מספק את אטומי הפחמן הנדרשים לייצור הפחמימות, והתגובה משנה את מולקולות ה- NADPH ו- ATP בחזרה ל- NADP+ ו- ADP כדי שיוכלו לקחת שוב חלק בתגובות חדשות תלויות אור.
התגובות החשוכות אמנם אינן זקוקות לאור, אך הן זקוקות לאספקה רציפה של NADPH ו- ATP מהתגובות התלויות באור. כתוצאה מכך, תגובות כהות מתרחשות רק כאשר קיים אור והתגובות התלויות באור פעילות. שניהם יחד הם מקור האנרגיה הביוכימית בה משתמשים צמחים ובעלי חיים אחרים כדי לשרוד.