فتوسنتز

سلولهای گیاهی با استفاده از کلروفیل و از راه فتوسنتز، انرژی خود را تأمین می‌کنند. فتوسنتز دو مرحله دارد. مرحله اول شامل دو سیستم نوری است و مرحله دوم یک چرخه تثبیت کربن که اصطلاحاً سیکل کالوین نامیده می‌شود. در این فرآیند، گیاه نور خورشید، آب و CO₂ را به گلوکز و ATP تبدیل می‌کند. اکسیژن هم که محصول جانبی این واکنش است، وارد جو می‌شود. این توانایی گیاهان نه تنها منابع گلوکز مورد استفاده بسیاری از سلولهای جانوری را تأمین می‌کند، بلکه در تولید اکسیژن برای تنفس آنها نیز نقش دارد. واکنش فتوسنتز را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:

6H₂O +C₆H₁₂O₆+ 6O_{2 =} 6CO₂+ 12H₂O + Light

اگر دوست دارید درباره مراحل فتوسنتز بیشتر بدانید، مطالب زیر را مطالعه کنید:

اول: سیستم های نوری
فتوسنتز هیچگاه بدون وجود نور انجام نمی شود. در این سیستم های نوری، ATP تولید می‌شود که به تبدیل CO₂ به گلوکز کمک می‌کند.

دوم: سیکل کالوین
چرخه کالوین، فرآیندی است که در طی آن اتمهای کربن موجود در CO₂ " تثبیت " می‌شوند و به صورت مولکول گلوکز در می‌آیند.

آن بخش از فتوسنتز که بدون حضور نور انجام نمی شود، شامل دو سیستم نوری پی در پی است. این دو سیستم در غشای تیلاکوئید کلروپلاست قرار دارند و به کمک مولکولهای برانگیخته کلروفیل اداره می‌شوند.
برای شروع فتوسنتز، ابتدا مولکول کلروفیل موجود در سیستم نوری دوم توسط نور خورشید تحریک می‌شود و مقداری انرژی آزاد می‌کند. این انرژی مولکول آب را می‌شکند و نیم مول اکسیژن و ⁺2H آزاد می‌کند.
در این فرآیند دو الکترون از مولکول آب گرفته می‌شود. این الکترونها توسط نور به حالت برانگیخته می‌رسند. وقتی الکترونها می‌خواهند به حالت پایه خود برگردند، مجبور می‌شوند از یک فسفریلاسیون اکسیداتیو عبور کنند. در طی همین فرآیند است که یک مولکول ATP ساخته می‌شود.
هنگامی که الکترون‌ها می‌خواهند به حالت پایه خود باز گردند، سیستم نوری اول دوباره آنها را تحریک می‌کند. این کار باعث می‌شود که سطح انرژی الکترون بازهم بالاتر برود. الکترونهای برانگیخته برای تولید ⁺NADP و ⁺H به کار می‌روند. پس از آن مولکول NADPH که دارای انرژی بسیار زیادی است، وارد چرخه کالوین می‌شود تا سیکل تثبیت کربن انجام گردد.