Световая фаза фотосинтеза

Квант света попадает на хлорофилл первой фотосистемы (ФC1). Хлорофилл возбуждается, его электрон отрывается и по цепочке переносчиков (электрон-транспортной цепи, ЭТЦ) передается на наружную поверхность тилакоида, где восстанавливает НАДФ до НАДФ-Н2. В ФС1 остается «дырка».

Квант света попадает на хлорофилл второй фотосистемы (ФС2). Хлорофилл возбуждается, его электрон отрывается и по ЭТЦ передается в первую фотосистему (заполняет там «дырку»). ЭТЦ забирает у электрона энергию и тратит ее на закачку протонов из стромы внутрь тилакоида. В хлорофилле ФС2 остается «дырка».

Чтобы её заполнить, марганецсодержащий ферментный комплекс разлагает воду (фотолиз воды) до

• кислорода, который выбрасывается в атмосферу
• электронов, которые заполняют «дырку» в ФС2
• протонов, которые накапливаются внутри тилакоида.

Внутри тилакоида накапливается положительный заряд (протоны, закачанные ЭТЦ и протоны, полученные при фотолизе). Когда разность потенциалов (напряжение) между тилакоидом и стромой достигает 200 мВ, начинает работать встроенный в мембрану тилакоида белок-канал протонная АТФ-синтаза. Протоны через нее выходят из тилакоида в строму. Движение протонов – это электрический ток, за счет него АТФ-синтаза вырабатывает АТФ.

Световая фаза у прокариот

Согласно теории симбиогенеза хлоропласты растений получились в результате симбиоза эукариотической клетки с фотосинтезирующей бактерией. Такой бактерией, очевидно, были какие-то древние цианобактерии (синезеленые водоросли), потому что из ныне живущих прокариот только они выделяют кислород при фотосинтезе (такой фотосинтез называется оксигенным).

Все остальные фотосинтезирующие бактерии не выделяют кислород при фотосинтезе (аноксигенный фотосинтез). Например, у пурпурных серных бактерий источником электронов в световой фазе фотосинтеза является не вода, а сероводород. Соответственно, при фотосинтезе они выделяют не кислород, а молекулярную серу.