Светлинната фаза на фотосинтезата: естеството на процеса

Тази реакция е с многоетапен характер и е с квантова природа. Многостепенното се проявява във факта, че по време на процеса на фотосинтезните процеси на приемане, трансформиране и използване на приетата квантова енергия на светлината последователно се процедират. Една такава трансформация е процесът на трансформация въглероден диоксид в органична материя. И процесът, по време на който са наситени с енергия молекули и АТФ съединения, се нарича лека фаза на фотосинтеза. Основното условие и фактор на тази фаза е наличието на светлинна енергия. Механизмът за осигуряване на такава трансформация като светлината на фотосинтеза може да бъде представен схематично както следва. Хлорофилът, който се намира на мембраните в растителните хлоропласти, се абсорбира светлинни потоци слънчева енергия. Тогава тази енергия помага да се свържат елементите фосфорна киселина с елементи на ATP и ADP молекули. Въпреки това, върху тази работа енергията на светлината не свършва. В допълнение към влиянието на процеса на сливане на молекули, тази енергия позволява да се извърши реакцията на разцепване на водните елементи. Тук светлинната фаза на фотосинтеза протича под формата на реакция 2H20 = 4Н + + 4е- + 02. Както можем да видим, в резултат на тази реакция се отделя кислород, който в свободна форма просто влиза в естествената среда.

Следващият етап, през който се осъществява леката фаза на фотосинтеза, е активирането на молекулите на хлорофила. В хода на този процес, под въздействието на светлинните кванти, електронът на хлорофилната молекула се движи до по-високо електронно ниво в структурата на молекулата. Катализаторите и носителите на този електрон са елементи на хлоропластните протеини. Преминавайки през някаква последователност от тези носители на протеини, електронът на молекулата на хлорофил се принуждава да загуби своята енергия и се изразходва за поддържане на процеса на окисление-редукция в молекулите на АТР.

След като са загубили своята енергия и елементи (електрони) по този начин, хлорофилните молекули се възстановяват поради добавянето на електрони, което се е появило в резултат на гореспоменатата реакция на разцепване на водната молекула. Полученият водород в процеса на това разцепване се синтезира с друго вещество, което ще може да изпълнява ролята на неговия транспортер в хлоропласта.

Растенията естествено съществуват и в условия на тъмнина, т.е. липсата на поток от светлинна енергия. Следователно се осъществява тъмният стадий на фотосинтеза, който се осъществява в пространството, затворено между обвивката и тилакоидите на хлоропласта. За тази фаза не е необходима светлинна енергия и самата реакция се състои от процесите на последователна трансформация на молекулите въглероден диоксид, които навлизат в атмосферния им въздух. Резултатът от такива трансформации е образуването на молекули на глюкозата, главно и други органични съединения. Такива съединения са аминокиселини, нуклеотиди, както и всички известни глицероли.

В допълнение към разделянето във фазите на фотосинтеза, в науката се разглежда класифицирането на този естествен процес по видове. Основните от тях са С3-фотосинтезата и С4-фотосинтезата, при които се образуват съответно три- и четири-въглеродни съединения.