PRIMÁRNÍ (světelné) PROCESY FOTOSYNTÉZY

– probíhají v thylakoidech
– dochází k absorbci světelné energie a její přeměně na energii chemické vazby
– uskutečňuje se fotolýza vody a cyklický i necyklický transport elektronů
– vznikají redukované formy koenzymů (NADPH + H+), APT a uvolňuje se kyslík
– fotony slunečního záření dopadají na chlorofyl, ve kterém dochází k excitaci elektronů
– excitované elektrony se postupně přenášejí na koenzymy, přičemž ztrácejí svoji energii
– energie se využívá k tvorbě molekul ATP (fosforylace)
– úbytek elektronů v chlorofylu je vyrovnáván oxidací kyslíkového atomu z molekuly vody za vzniku elementárního kyslíku = fotolýza vody
– Hillova reakce – fotolýza vody:
– uskutečňují se ve dvou fotosystémech, které se liší pigmentovým složením a vlnovou délkou absorbovaného záření, ale jsou vzájemně propojeny

Fotosystém I
– obsahuje dlouhovlnnější formy chlorofylu a s adsorbcí do 700 nm a doplňkové pigmenty
– vlastní účinná molekula schopná excitace a uvolnění elektronu se označuje jako P700
– pokud P700 absorbuje světelné kvantum, přejde do excitovaného stavu a sníží se jeho redoxní potenciál (z +0,46 V na -0,44 V), v důsledku toho se uvolní elektron
– elektron je přenesen na akceptor Z, odtud transportován řetězcem redoxních systémů (ferredoxin a flavoprotein) až na NADP+, který se redukuje za vzniku NADPH+H+
(k redukci NADP+ jsou třeba 2 elektrony a dva H+, proto vycházíme z excitace 2 molekul P700 a z absorbce 2 světelných kvant)
– vzniklý NADPH+H+ je využit k redukci CO2 v sekundární fázi

Fotosystém II
– obsahuje krátkovlnnější formy chlorofylu a a doplňkové pigmenty
– účinnou molekulou je P680
– dochází též k změně potenciálu (z +0,8 V na 0,0 V)
– elektrony nejprve redukují systém Q, odtud jsou transportovány řetězcem redoxních systémů (plastochinon, plastokyanin) k účinné molekule foosystému I (k P700), ta tím nahradí elektron, který sama uvolnila a vrátí se do původního stavu
– energie elektronu uvolněného z P680 je v průběhu transportu využita k tzv. necyklické fotofosforylaci = fotosyntetický vznik ATP
(může dojít i k tzv. cyklické fotofosforylaci = molekulou P700 uvolněný elektron se redoxním systémem Z vrátí do mateřské buňky přes plastochinon (nevznikne NADPH+H+ ani se neuvolní kyslík))
– vzniklé ATP je využito k redukci CO2 v sekundární fázi (stejně jako NADPH+H+)
– úbytek elektronů z P680 se děje fotolýzou vody
– elektrony odebrané vodě regenerují P680 a protony H+ jsou použity při redukci NADP+ ve fotosystému I