ปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสงใช้แสงและน้ำในการผลิตสารเคมี ATP และ NAPDH ในระหว่างขั้นตอนแรกของการสังเคราะห์ด้วยแสง แสงที่ตกลงมาบนใบพืชจะถูกย้อมด้วยสีย้อม เช่น คลอโรฟิลล์ และใช้ในการแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน พืชจะปล่อยออกซิเจน และอะตอมของไฮโดรเจนถูกใช้เพื่อเปลี่ยนสารเคมีตั้งต้นเป็น ATP และ NADPH ด้วยวิธีนี้พืชจะเปลี่ยนพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมีที่สามารถใช้สำหรับกระบวนการทางชีววิทยา
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
ปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสงจะเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีในระยะแรกของการสังเคราะห์ด้วยแสง ปฏิกิริยาจะสร้าง ATP และ NAPDH จากสารเคมีตั้งต้นและน้ำโดยใช้พลังงานที่จับได้จากแสงโดยสีย้อม เช่น คลอโรฟิลล์ ปฏิกิริยามืดที่ตามมาสามารถเกิดขึ้นได้ในกรณีที่ไม่มีแสงและพืชจะใช้เพื่อผลิตสารเคมีได้ สามารถใช้ในกระบวนการทางชีววิทยา ร่วมกับสารตั้งต้นอื่นๆ ที่ใช้ในสารที่ขึ้นกับแสงได้ ปฏิกิริยา
การสังเคราะห์ด้วยแสงทำงานอย่างไร
การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่พืชใช้ในการเปลี่ยนแสงแดดเป็นพลังงานเคมี ซึ่งช่วยให้พืชสามารถผลิตสารเคมีที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตได้ โดยรวมแล้วกระบวนการแปลงคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเป็นคาร์โบไฮเดรตและออกซิเจนในที่ที่มีแสง สูตรเคมีสำหรับปฏิกิริยาคือ 6CO
2 + 6H2O + แสง = (CH2อ)6 + 6 ออน2แต่มีหลายขั้นตอนที่นำไปสู่ผลลัพธ์โดยรวมกระบวนการสังเคราะห์แสงนี้สามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน: ปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสงและปฏิกิริยาที่มืด ในปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสง เซลล์พืชจะดูดซับพลังงานแสงและใช้เพื่อแยกโมเลกุลของน้ำ อะตอมไฮโดรเจนของโมเลกุลของน้ำใช้ในปฏิกิริยาเคมีในขณะที่ออกซิเจนถูกปล่อยออกมาเป็นก๊าซ
ส่วนที่สองของปฏิกิริยาสังเคราะห์แสงเรียกว่าปฏิกิริยามืดหรือปฏิกิริยาที่ไม่ขึ้นกับแสงเพราะไม่ต้องการแสงเพื่อดำเนินการต่อ ในเซลล์พืช ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในระหว่างวันเพราะทำงานร่วมกันกับ ปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสงโดยใช้ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเป็นสารตั้งต้นในการทำคาร์โบไฮเดรตเป็นอาหาร สำหรับพืช
ปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับแสง
สารตั้งต้นในปฏิกิริยาเคมีที่ขึ้นกับแสงคืออะดีโนซีนไดฟอสเฟต (ADP), ออกซิไดซ์นิโคตินาไมด์อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ฟอสเฟต (NADP)+) และไฮโดรเจนในน้ำ พลังงานของแสงที่ดูดกลืนจะถ่ายเทไฮโดรเจนไอออนและอิเล็กตรอนไปยัง NADP+โดยเปลี่ยนเป็นนิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ ฟอสเฟต (NADPH) ในเวลาเดียวกัน กลุ่มฟอสเฟตจะถูกเพิ่มเข้าไปใน ADP เพื่อสร้างอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) สารเคมีใหม่สองชนิดที่เป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานี้เก็บพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมี
ส่วนแรกของกระบวนการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นใกล้กับเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ของคลอโรพลาสต์ของเซลล์พืช คลอโรฟิลล์อยู่ในถุงไทลาคอยด์ และ NAPD+ โมเลกุลรับไฮโดรเจนไอออนและอิเล็กตรอนที่เยื่อหุ้มเซลล์ คลอโรพลาสต์เองจะกระจายไปทั่วใบพืช โดยมีหลายเซลล์ในเซลล์พืชแต่ละเซลล์
ปฏิกิริยาที่ไม่ขึ้นกับแสง
ปฏิกิริยาที่มืดใช้สารเคมี NADPH และ ATP ที่สร้างขึ้นในช่วงแรกของการสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่เป็นคาร์โบไฮเดรตจากการสังเคราะห์ด้วยแสง ในสโตรมาของเซลล์พืช สารเคมี NADPH และ ATP จะตรึงคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศเพื่อผลิตน้ำตาลที่สามารถทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับพืชได้ คาร์บอนไดออกไซด์ให้อะตอมของคาร์บอนที่จำเป็นสำหรับการผลิตคาร์โบไฮเดรต และปฏิกิริยาจะเปลี่ยนโมเลกุล NADPH และ ATP กลับเป็น NADP+ และ ADP เพื่อให้พวกเขาสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสงได้อีกครั้ง
แม้ว่าปฏิกิริยาที่มืดจะไม่ต้องการแสง แต่ก็ต้องการ NADPH และ ATP จากปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสงอย่างต่อเนื่อง ด้วยเหตุนี้ ปฏิกิริยาความมืดจะเกิดขึ้นเมื่อมีแสงเท่านั้นและปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสงทำงานอยู่ ทั้งสองรวมกันเป็นแหล่งพลังงานชีวเคมีที่พืชและสัตว์อื่น ๆ ใช้เพื่อความอยู่รอด