Fotosintezė yra stebuklingas gamtos procesas, kurio metu augalai, kai kurios bakterijos ir dumbliai paverčia šviesos energiją cheminės energijos forma, suteikdami pagrindinę energijos ir maisto medžiagų šaltinį beveik visai gyvybei Žemėje. Šis procesas susideda iš dviejų pagrindinių fazių: šviesos (šviesos priklausomos) fazės ir tamsos (šviesos nepriklausomos arba Kalvino ciklo) fazės. Abi fazės yra glaudžiai susijusios ir būtinos viena kitai, bet skiriasi pagal veikimo principus, vieta ir vykdomas funkcijas.
Fotosintezės šviesos fazė vyksta augalų chloroplastų tilakoidų membranose ir yra tiesiogiai priklausoma nuo šviesos. Šios fazės metu saulės energija yra sugeriama chlorofilo ir kitų pigmentų molekulių, kurios veikia kaip energijos surinkėjai. Sugerta energija naudojama vandens molekulėms skaidyti į deguonį (kuris yra išskiriamas į aplinką) ir vandenilio jonus. Procesas taip pat sukuria energijos turinčias molekules, pavyzdžiui, ATP (adenozino trifosfatą) ir NADPH (nikotinamido adenino dinukleotido fosfatą), kurios yra būtinos fotosintezės tamsos fazėje.
Kas yra tamsos fazės?
Fotosintezės tamsos fazė, kitaip vadinama Kalvino ciklu, vyksta chloroplastų stromoje ir šiam procesui tiesioginė šviesa nėra būtina. Šioje fazėje naudojamos šviesos fazėje sukurtos ATP ir NADPH molekulės, kad būtų sintetinami cukraus molekulės iš anglies dioksido, kuris patenka į augalą per lapų angas. Tamsos fazės metu ATP teikia energiją, o NADPH – redukcinę jėgą, reikalingą transformuoti CO2 į organines angliavandenilio molekules, kurios gali būti naudojamos augalui kaip energijos šaltinis arba statybinė medžiaga.
Apibendrinant
Fotosintezės šviesos ir tamsos fazės yra glaudžiai susijusios, tačiau vyksta skirtingose chloroplastų dalyse ir atlieka skirtingas funkcijas. Šviesos fazė yra būtina energijos (ATP ir NADPH) sukūrimui, o tamsos fazė naudoja šią energiją, kad paverstų CO2 organinėmis molekulėmis, pavyzdžiui, cukrumi. Abu procesai yra būtini augalų augimui, vystymuisi ir išgyvenimui, o jų supratimas atveria naujas galimybes moksliniams tyrimams ir taikomosioms technologijoms, įskaitant dirbtinę fotosintezę ir augalų selektyvinę veislę.
