Начальные стадии (световые реакции) фотосинтеза представляют собой не что иное, как конвейер окислительно-восстановительных реакций. Опишем в самых общих чертах принцип работы этого конвейера.
В двух из окислительно-восстановительных реакций используется энергия Солнца. Совокупности молекул в тилакоиде, где проходят эти две реакции, называются фотосистема I и фотосистема II (они изображены в виде человечков с молотками). Молекулы хлорофилла в этих фотосистемах способны возбуждаться под действием света и отдавать свои электроны на конвейер специальным переносчикам.
Электроны, которые были отданы хлорофиллом фотосистемы II (человечком с молотком, который стоит слева внизу), замещаются электронами молекул воды, возвращающими хлорофилл в исходное, невозбужденное состояние. В результате благодаря окислению воды хлорофилл фотосистемы II снова готов принимать энергию Солнца.
А что происходит с электронами, которые отдал хлорофилл фотосистемы II? Они передаются от одного переносчика к другому. Окислительно-восстановительный потенциал (способность отдавать и принимать электроны) у каждого последующего переносчика меньше, чем у предыдущего; поэтому при такой передаче энергия выделяется, а не тратится.
На рис. 8 легко можно проследить этот этап: шарики (электроны) по желобку сами собой скатываются к другому человечку с молотком (хлорофиллу фотосистемы I), который после воздействия света тоже отдал электроны своим переносчикам (как и хлорофилл фотосистемы II) и не может работать, пока не вернется в прежнее состояние.
Переносчики отдают полученные от фотосистемы I электроны на образование вещества (НАДФН), которое будет восстанавливать СО2. Однако для всех этих и последующих реакций свет уже не нужен.
Одновременно с работой конвейера световых реакций фотосинтеза образуются молекулы АТФ (аденозинтрифосфата), запасающие энергию для различных биохимических процессов. АТФ синтезируется:
(1) в момент фотоокисления воды и
(2) при транспорте («скатывании по желобку») электронов от фотосистемы II к фотосистеме I.
НАДФ расшифровывается как никотинамидадениндинуклеотидмонофосфат. Но, конечно, запоминать ние необязательно.
АТФ часто называют “универсальной энергетической валютой клетки".