Lahka faza fotosinteze: narava procesa

Ta reakcija je večstopenjska in je kvantne narave. Večstopenjsko se kaže v dejstvu, da se v procesu fotosinteznih procesov sprejema, preoblikovanja in uporabe sprejemljive kvantne energije svetlobe zaporedno nadaljujejo. Ena taka preobrazba je proces preoblikovanja ogljikov dioksid v organsko snov. In proces, v katerem so energijsko nasičene molekule in spojine ATP, imenujemo lahka faza fotosinteze. Glavni pogoj in faktor te faze je prisotnost svetlobne energije. Mehanizem zagotavljanja takšne transformacije kot lahke faze fotosinteze lahko shematično predstavimo, kot sledi. Klorofil, ki ga najdemo na membranah v rastlinskih kloroplastih, absorbira svetlobni tokovi sončna energija. Nato ta energija poveže elemente fosforna kislina z elementi ATP in ADP molekul. Vendar se na tem delu energija svetlobe ne konča. Poleg tega, da vpliva na proces fuzije molekul, ta energija omogoča izvedbo cepitvene reakcije vodnih elementov. Pri tem lahka faza fotosinteze poteka v obliki reakcije 2H20 = 4H + 4e- + O2. Kot lahko vidimo, je rezultat te reakcije sproščen kisik, ki v prosti obliki preprosto vstopa v naravno okolje.

Naslednja faza, v kateri se izvaja lahka faza fotosinteze, je aktivacija molekul klorofila. V tem procesu se pod vplivom svetlobnih kvantov elektron molekule klorofila premakne na višjo elektronska raven v strukturi molekule. Katalizatorji in nosilci tega elektronika so elementi proteinov kloroplastov. Skozi nekaj zaporedja teh nosilnih proteinov je elektron molekule klorofila prisiljen izgubiti svojo energijo in se porabi za vzdrževanje procesa oksidacije in redukcije v ATP molekulah.

Ko tako izgubijo energijo in elemente (elektrone), se molekule klorofila obnavljajo zaradi dodajanja elektronov, ki so se pojavili kot posledica zgoraj omenjene reakcije cepitve molekule vode. Nastali vodik v postopku te cepitve se sintetizira z drugo snovjo, ki bo sposobna opravljati vlogo svojega transporterja v kloroplastu.

Rastline, seveda, obstajajo tudi v razmerah teme, to je, ko je tok svetlobne energije odsoten. Zato poteka temna stopnja fotosinteze, ki poteka v prostoru, zaprtem med lupino in tilakoidi kloroplasta. Za to fazo ni potrebna energija svetlobe, reakcija pa je sestavljena iz procesov zaporednega preoblikovanja molekul ogljikovega dioksida, ki vstopajo v njihov atmosferski zrak. Rezultat takih transformacij je tvorba molekul glukoze, predvsem pa drugih organskih spojin. Takšne spojine so aminokisline, nukleotidi, kot tudi vsi znani glicerol.

Poleg razdelitve v faze fotosinteze v znanstvenem smislu se upošteva tudi klasifikacija tega naravnega procesa glede na tipe. Glavne so C3-fotosinteza in C4-fotosinteza, pri kateri nastanejo tri- in štirih ogljikove spojine.