მსუბუქი რეაქციები ხდება მაშინ, როდესაც მცენარეები ნახშირორჟანგისა და წყლისგან სინთეზირებენ საკვებს, კერძოდ კი ენერგიის წარმოების ნაწილი, რომელიც მოითხოვს სინათლესა და წყალს შემდგომი ელექტრონების შესაქმნელად სინთეზი. წყალი უზრუნველყოფს ელექტრონებს წყალბადის და ჟანგბადის ატომებად დაყოფით. ჟანგბადის ატომები კომბინირდება ჟანგბადის ორი ატომის კოვალენტურად შეკავშირებული ჟანგბადის მოლეკულაში, ხოლო წყალბადის ატომები ხდება წყალბადის იონები, თითოეულისგან თავისუფალი ელექტრონი.
ფოტოსინთეზის ფარგლებში მცენარეები ატმოსფეროში გამოყოფენ ჟანგბადს - როგორც გაზს, ხოლო ელექტრონები და წყალბადის იონები ან პროტონები შემდგომ რეაგირებენ. ამ რეაქციებს აღარ სჭირდება სინათლე გასაგრძელებლად და ბიოლოგიაში ცნობილია როგორც ბნელი რეაქციები. ელექტრონები და პროტონები გადიან რთულ სატრანსპორტო ჯაჭვს, რაც მცენარეს საშუალებას აძლევს აერთიანებს წყალბადს და ნახშირბადს, წარმოქმნას ნახშირწყლები.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
სინათლის რეაქციები - მსუბუქი ენერგია ქლოროფილის არსებობისას - ყოფს წყალს. წყლის გაყოფა ჟანგბადის გაზად, წყალბადის იონებად და ელექტრონებად წარმოქმნის ენერგიას ელექტრონების და პროტონის შემდგომი ტრანსპორტირებისთვის და უზრუნველყოფს ენერგიას მცენარისთვის საჭირო შაქრის წარმოებისთვის. ეს შემდგომი რეაქციები ქმნის კალვინის ციკლს.
როგორ უზრუნველყოფს წყალი ელექტრონებს ფოტოსინთეზისთვის
მწვანე მცენარეები, რომლებიც იყენებენ ფოტოსინთეზს, ენერგიის წარმოსაქმნელად, შეიცავს ქლოროფილს. ქლოროფილის მოლეკულა ფოტოსინთეზის ძირითადი კომპონენტია, რადგან მას შეუძლია შუქის რეაქციების დაწყებისას ენერგიის შთანთქმა. მოლეკულა შთანთქავს სინათლის ყველა ფერს მწვანე ფერის გარდა, რომელსაც ის ასახავს და ამიტომ მცენარეები მწვანედ გამოიყურებიან.
სინათლის რეაქციების დროს, ქლოროფილის მოლეკულა შთანთქავს სინათლის ერთ ფოტონს, რის შედეგადაც ქლოროფილი ელექტრონი გადადის უფრო მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე. ქლოროფილის მოლეკულების ენერგიული ენერგიის ელექტრონები მიედინება სატრანსპორტო ჯაჭვის ქვემოთ, ნაერთში, რომელსაც ეწოდება ნიკოტინამიდი ადენინი დინუკლეოტიდის ფოსფატი ან NADP. ქლოროფილი შეცვლის დაკარგული ელექტრონებს წყლის მოლეკულებისგან. ჟანგბადის ატომები ქმნიან ჟანგბადის გაზს, ხოლო წყალბადის ატომები - პროტონები და ელექტრონები. ელექტრონები ავსებენ ქლოროფილის მოლეკულებს და საშუალებას აძლევენ ფოტოსინთეზის პროცესს გაგრძელდეს.
კალვინის ციკლი
კალვინის ციკლი იყენებს სინათლის რეაქციების შედეგად წარმოქმნილ ენერგიას მცენარისთვის საჭირო ნახშირწყლების შესაქმნელად. სინათლის რეაქციებში წარმოიქმნება NADPH, რომელიც არის NADP ელექტრონითა და წყალბადის იონით და ადენოზინტრიფოსფატი ან ATP. კალვინის ციკლის პერიოდში მცენარე იყენებს NADPH და ATP ნახშირორჟანგის დასაფიქსირებლად. პროცესი იყენებს ნახშირბადს ატმოსფერული ნახშირორჟანგიდან CH ნახშირწყლების წარმოებისთვის2ო. კალვინის ციკლის პროდუქტია გლუკოზა, C6ჰ12ო6.
ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვის დასასრული, რომელიც მცენარეებს აძლევს ენერგიას ნახშირწყლების წარმოსაქმნელად, საჭიროებს ელექტრონული მიმღების ამოწურვას ATP. პარალელურად, როდესაც ისინი ფოტოინთეზში მონაწილეობენ, მცენარეები გარკვეულ ჟანგბადს ითვისებენ პროცესში, რომელსაც სუნთქვა ეწოდება. სუნთქვის დროს, ჟანგბადი ხდება ელექტრონის საბოლოო მიმღები.
მაგალითად, საფუარის უჯრედებში მათ შეუძლიათ ატფ წარმოქმნან ჟანგბადის არარსებობის პირობებშიც კი. თუ ჟანგბადი არ არის ხელმისაწვდომი, სუნთქვა ვერ მოხდება და ეს უჯრედები სხვა პროცესში ჩადიან, რომელსაც დუღილი ეწოდება. დუღილის დროს, ელექტრონის საბოლოო მიმღები არის ნაერთები, რომლებიც წარმოქმნიან იონებს, როგორიცაა სულფატი ან ნიტრატის იონები. მწვანე მცენარეებისგან განსხვავებით, ასეთ უჯრედებს არ სჭირდებათ სინათლე და სინათლის რეაქციები არ ხდება.