Šviesos reakcijos įvyksta, kai augalai sintetina maistą iš anglies dioksido ir vandens, konkrečiai nurodydami energijos gamybos dalis, kuriai reikalinga šviesa ir vanduo, kad būtų sukurti tolimesni elektronai sintezė. Vanduo suteikia elektronus suskaidydamas į vandenilio ir deguonies atomus. Deguonies atomai susijungia į dviejų deguonies atomų kovalentiškai sujungtą deguonies molekulę, o vandenilio atomai tampa vandenilio jonais su kiekvienu atsarginiu elektronu.
Vykdydami fotosintezę, augalai išskiria deguonį - kaip dujas - į atmosferą, o elektronai ir vandenilio jonai ar protonai reaguoja toliau. Šioms reakcijoms nebereikia šviesos, kad jos tęstųsi, ir biologijoje jos žinomos kaip tamsios reakcijos. Elektronai ir protonai praeina per sudėtingą transportavimo grandinę, leidžiančią augalui sujungti vandenilį su anglimi iš atmosferos ir gaminti angliavandenius.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Šviesos reakcijos - šviesos energija esant chlorofilui - suskaldo vandenį. Vandenį suskaidžius į deguonies dujas, vandenilio jonus ir elektronus, gaunama energija tolesniam elektronų ir protonų transportavimui ir gaunama energija augalui reikalingų cukrų gamybai. Šios vėlesnės reakcijos sudaro Kalvino ciklą.
Kaip vanduo teikia fotosintezės elektronus
Žaliuose augaluose, kurie fotosintezės būdu gamina energiją augimui, yra chlorofilo. Chlorofilo molekulė yra pagrindinis fotosintezės komponentas, nes ji sugeba absorbuoti šviesos energiją šviesos reakcijų pradžioje. Molekula sugeria visas šviesos spalvas, išskyrus žalią, kurią ji atspindi, ir todėl augalai atrodo žali.
Šviesos reakcijose chlorofilo molekulė sugeria vieną šviesos fotoną, todėl chlorofilo elektronas pereina į aukštesnį energijos lygį. Įjungiami chlorofilo molekulių elektronai teka transportavimo grandine į junginį, vadinamą nikotinamido adenino dinukleotido fosfatu arba NADP. Tada chlorofilas pakeičia prarastus elektronus iš vandens molekulių. Deguonies atomai sudaro deguonies dujas, o vandenilio atomai - protonus ir elektronus. Elektronai papildo chlorofilo molekules ir leidžia tęsti fotosintezės procesą.
Kalvino ciklas
Kalvino ciklas naudoja energiją, kurią sukuria šviesos reakcijos, kad augalas gautų angliavandenių. Šviesos reakcijos sukelia NADPH, kuris yra NADP su elektronu ir vandenilio jonu, ir adenozino trifosfatą arba ATP. Kalvino ciklo metu gamykla anglies dvideginiui fiksuoti naudoja NADPH ir ATP. Procesas naudoja atmosferos anglies dioksido anglį, kad gautų angliavandenius, kurių forma yra CH2O. Kalvino ciklo produktas yra gliukozė, C6H12O6.
Elektronų pernešimo grandinės, suteikiančios augalams energijos angliavandeniams susidaryti, pabaiga reikalauja elektronų akceptoriaus, kad atsinaujintų ATP. Tuo pačiu metu, kai jie užsiima fotosinteze, augalai absorbuoja šiek tiek deguonies procese, vadinamame kvėpavimu. Kvėpuojant deguonis tampa galutiniu elektronų priėmėju.
Pavyzdžiui, mielių ląstelėse jie gali gaminti ATP net ir be deguonies. Jei nėra deguonies, kvėpavimas negali vykti ir šios ląstelės įsitraukia į kitą procesą, vadinamą fermentacija. Fermentacijos metu galutiniai elektronų akceptoriai yra junginiai, kurie gamina tokius jonus kaip sulfato arba nitrato jonai. Priešingai nei žalieji augalai, tokioms ląstelėms nereikia šviesos ir šviesos reakcijos nevyksta.
