กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง และ Electron transport

        กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่พืชสร้างสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้ว่า Autotroph 

Autothroph 

แบ่งได้ 2 กลุ่มคือ

1. Photoautotroph

   เป็นกลุ่มที่ใช้แสงในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ เช่น พืชดอก เฟิร์น สาหร่าย
   
   

2. Chemoautotroph

   เป็นการสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่ใช้พลังงานจากการออกซิไดซ์ของสารอินทรีย์ เช่น แบคทีเรียบางชนิดตามบ่อน้ำพุร้อนหรือ ตามปากปล่องภูเขาไฟใต้ทะเล
   
   

สูตรการสังเคราะห์ด้วยแสง

        แสงนั้นมีคุณสมบัติได้ 2 อย่าง คือ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และ เป็นอนุภาค ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงนั้นแสงจะอาศัยพลังงานจากแสงที่อยู่ในรูปอนุภาค โดยพลังงานที่ได้จาก Photon จะสัมพันธ์กับความยาวคลื่นแสง คือ แสงที่มีความยาวคลื่นยาวจะมีพลังงานต่ำ (แสงสีแดง) เมื่อเทียบกับแสงที่ความยาวคลื่นสั้น (แสงสีม่วง)

       ในการสังเคราะห์ด้วยแสงจะอาศัยรงควัตถุต่าง ๆ เช่น Chrolophyll a, Chrolophyll b, และ Carotinoid เพื่อมารับพลังงานจากอนุภาค Photon แล้วนำไปกระตุ้นอิเลคตรอนในโมเลกุลของ Chrolophyll เพื่อให้อิเลคตรอนพลังงานสูงนี้ส่งพลังงานให้กับเอนไซม์ต่าง ๆ สร้างสารเคมีพลังงานสูง คือ ATP, และ NADPH

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

แบ่งได้ 2 ขั้นตอน คือ

1. กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงแบบไม่เป็นวัฏจักร แบ่งเป็นสองระบบคือ
• Photo system 1 (p700) เป็นระบบที่ดูดกลืนแสงที่ช่วงความยาว 700 nm ได้ดีที่สุด เมื่อแสงมากระทบกับ Chloroplast จะกระตุ้นให้ Electron กลายเป็นอิเล็คตรอนพลังงานสูง แล้วจะถูกส่งผ่านโปรตีนต่าง ๆ บนเยื่อหุ้ม Thylakoid เกิดการปั๊ม H⁺ จาก Stroma เข้าใน Thylakoid space ทำให้เกิดความแตกต่างประจุขึ้น จึงต้องมีการดึง H⁺ ออกจาก Thylakoid space ผ่านทาง ATP synthase สร้างเป็น NADPH ขึ้นมา โดยระบบนี้จะเสียอิเลคตรอนไปกับตัวรับอิเลคตรอนตัวสุดท้ายคือ 1/2 O₂ 
• Photo system 2 (p680) เป็นระบบที่ดูดกลืนแสงที่ช่วงความยาวเคลื่อน 680 nm ได้ดีที่สุด เมื่อ Photon ขนาด 680 มากระทบกับ Chloroplast จะกระตุ้น อิเลคตรอนให้เป็นอิเลคตรอนพลังงานสูงเช่นกัน และเคลื่อที่ผ่านโปรตีนบนผิว Thylakoid ทำการปั๊มเอา H⁺ จาก Stroma เข้าใน Thylakoid space และมีการสร้าง 1 ATP จากระบบนี้ อิเลคตรอนพลังงานสูงจะไปสิ้นสุดที่ Photo system 1 เป็นการชดเชยอิเลคตรอนที่เสียไปของ Photo system 1 และ Photo system 2 จะทำการแตกโมเลกุลของน้ำ (Photolysis) เพื่อดึงเอาอิเลคตรอนมาชดเชยที่เสียไป
2. การสังเคราะห์ด้วยแสงแบบเป็นวัฏจักร จะเกิดขึ้นเมื่อ Chloroplast ไม่สามารถหมุนเวียน NADP⁺ กลับมาใช้ได้ทัน ระบบนี้จะสร้างเพียง ATP เท่านั้น ไม่ทำให้เกิด O₂ และไม่เกิด Photolysis
   
   

สรุปความต่างของ Noncyclic electron transfer และ Cyclic electron transfer ได้ดังตาราง