ویدئوی مراحل انجام فتوسنتز گیاهان

واکنش‌های روشنایی فتوسنتز

واکنش های روشنایی فتوسنتز تولید کننده NADPH و ATP که عامل انرژی بخش اکوسیستم‌‌ها هستند توسط دو فتوسیستم، یک سیتوکروم و یک ATPase کنترل می‌شوند. فتوسیستم یک (PSI) که از نسل فتوسیستم سولوباکترها است، احتمالاً عامل ایجاد کننده فتوسیستم دو (PSII) باشد. در مراکز واکنش فتوسیستم‌ها، انرژی نورانی خورشید باعث جداسازی بار در مولکول‌های کلروفیل (Chl) می‌شود، به عبارتی Chl در حضور نور رسیده به ⁺Chl و e^– تبدیل می‌شود. در PSII، ⁺Chl از فتولیز (تجزیه نوری) 2H₂O که 4H⁺، O₂ و 4e^– تولید می‌کند، الکترون دریافت می‌کند.

سیتوکروم

الکترون‌های رها شده در PSII از طریق یک سیتوکروم به PSI منتقل شده (جایی که انرژی نورانی بیشتری دریافت شود)، سپس توسط فردوکسین برای تولید NADPH مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین، وقتی اجزای مختلف دستگاه فتوسنتزی در نسبت‌های مناسب حضور داشته باشند، واکنش‌های نوری، یک جریان خطی نورمحور الکترون از H₂O به NADPH را کاتالیز می­کنند. علاوه بر این، تجزیه نوری آب در PSII و رهاسازی H⁺  در فضای لومن تیلاکوئید، شیب غلظت پروتونی ایجاد می‌کند.

پروتون‌های آزاد شده در PSII

پروتون‌های آزاد شده در PSII، لومن تیلاکوئید را اسیدی کرده و برخلاف O₂ تولیدی به دلیل بار خود نمی‌توانند ازطریق غشاء انتشار یابند. شیب پروتون بین لومن و استروما در حین انتقال H⁺ از لومن به استروما از طریق ATP سنتاز باعث تولید ATP می‌شود. مجموعه‌های PSII در نواحی فشرده تیلاکوئیدها و مجموعه‌های PSI در نواحی غیرفشرده قرار دارند، چراکه فردوکسین برای سنتز NADPH نیاز به دسترسی به استروما دارد. در فرآیندی مشابه فتوسنتز، جریان چرخه‌ای الکترون‌ها اطراف PSI و سیتوکروم نیز به تولید ATP کمک می‌کند.

کلروفیل a

 واکنش­های روشنایی فتوسنتز با جذب نور توسط کلروفیل a و رنگدانه ­های کمکی شروع می­شوند. مولکول­های کلروفیل و رنگدانه­ های کمکی در واکنش های روشنایی فتوسنتز با پروتئین­های همراه در غشاهای تیلاکوئیدی، مجموعه‌های دریافت کننده به وجود می­آورند. رنگدانه­ها و پروتئین­های کمکی در گروه­هایی متشکل از 250 مولکول کلروفیل با آنزیم­های خاص و پروتئین­های مختلف مرتب شده­اند. هر مجموعه دریافت کننده، انرژی نور را جذب و به مرکز واکنش متشکل از مولکول­های کلروفیل و پروتئین­های مستقیماً درگیر در فتوسنتز منتقل می­کند. در مرکز واکنش، طی یکسری واکنش­های انتقال الکترون، انرژی نورانی خورشید به انرژی شیمیایی تبدیل می­شود