যে ফটোফসফোরাইলেশন প্রক্রিয়ায় ক্লোরোফিল অণু হতে নির্গত উচ্চ শক্তি সম্পন্ন ইলেকট্রন (e^–) বিভিন্ন বাহকের মাধ্যমে বাহিত হয়ে শক্তি হারিয়ে নিস্তেজ হয়ে পুনরায় ঐ ক্লোরোফিল অণুতে ফিরে আসে তাকে চক্রীয় ফটোফসফোরাইলেশন বলে। চক্রীয় ফটোফসফোরাইলেশন প্রক্রিয়াটি হলো-

(i) চক্রীয় ফটোফসফোরাইলেশন প্রক্রিয়ায় শুধু মাত্র ফটোসিস্টেম-I অংশ গ্রহণ করে। ফটোসিস্টেম-I সূর্য থেকে আলোক শক্তি পরিশোষণ করে। এই আলোক শক্তি বিক্রিয়া কেন্দ্র P-700 তে স্থানান্তরিত হয়।

(ii) P-700 হতে উচ্চ শক্তি সম্পন্ন দুটি ইলেকট্রন (2e^–) নির্গত হয়। ইলেকট্রন দুটি বাহক ফেরিডক্সিন (Pd) কর্তৃক গৃহীত হয়।

(iii) ফেরিডক্সিন হতে ইলেকট্রন দুটি সাইটোক্রোম b⁶ (Cyt. b⁶) আসে। সাইটোক্রোম- b⁶ হতে ইলেকট্রন দুটি অতি দ্রæত প্লাস্টোকুইনিনে (PQ) পৌছে।

(iv) এরপর ইলেকট্রন দুটি প্লাস্টোকুইনিন হতে সাইটোক্রোম-f (Cyt. f) আসে। এ সময় ইলেকট্রন দুটি কিছু শক্তি হারায়। এই শক্তির প্রভাবে ADP ও Pi এর মিলন ঘটিয়ে ATP তৈরী হয়।

ADP + Pi → ATP

(v) সবশেষে ইলেকট্রন দুটি সাইটোক্রোম-f হতে প্লাস্টোসায়ানিনের মাধ্যমে ফটোসিস্টেম-I এ প্রবেশ করে। এভাবে ফটোসিস্টেম-I তার হারানো ইলেকট্রন ফিরে পায়।

সূর্যালোকের ফোটন কণা ক্লোরোপ্লাস্টে পতিত হলে ক্লোরোফিল অণু তা শোষণ করে সক্রিয় হয়। সক্রিয় ক্লোরোফিল

অণুর মাথার ডবল বন্ড থেকে একটি শক্তিকৃত ইলেকট্রন অ্যাটমের নি¤œ শক্তি বলয় থেকে উচ্চ শক্তি বলয়ে চলে আসে। প্রাথমিক ইলেকট্রন গ্রহীতা  উচ্চ শক্তি বলয় থেকে ইলেকট্রন গ্রহণ করে এবং সালোকসংশ্লেষণের সূচনা ঘটে।

উচ্চ শক্তি বলয়ের ইলেকট্রনের পরিনতি তিন ধরনের হতে পারে। এগুলো হলো-

১। উচ্চ শক্তি বলয় থেকে ইলেকট্রন শক্তি হারিয়ে পুনরায় নিম্ন শক্তি বলয়ে ফিরে যায়। এক্ষেত্রে শোষিত শক্তি তাপশক্তি হিসেবে মুক্ত হয় অথবা ফ্লুরেসেন্স (fluorescence) হিসেবে বিকিরিত হয়। সালোকসংশ্লেষণে এই শক্তি কাজে আসে না।

২। শোষিত শক্তি পাশের কোনো পিগমেন্টের ইলেকট্রনকে প্রদান করে উচ্চ শক্তি বলয়ের ইলেকট্রন নিম্ন শক্তি বলয়ে ফিরে যায়। এক্ষেত্রে শক্তি স্থানান্তর হয় কিন্তু ইলেকট্রন স্থানান্তর হয় না। এভাবে অ্যান্টেনা কমপ্লেক্সের শোষিত শক্তি স্থানান্তরিত হয়ে বিক্রিয়া কেন্দ্রের ক্লোরোফিল- a তে আসে।

৩। উচ্চ শক্তি বলয় থেকে উচ্চ শক্তি সম্পন্ন ইলেকট্রনটি প্রাথমিক গ্রহীতা কর্তৃক গৃহীত হয়। এক্ষেত্রে উচ্চ শক্তি সম্পন্ন ইলেকট্রনটি স্থানান্তরিত হয় এবং সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার সূচনা হয়।

যে তন্ত্রের মাধ্যমে ইলেকট্রন এক স্থান থেকে অন্য স্থানে স্থানান্তরিত হয় তাকে ইলেকট্রন ট্রান্সপোর্ট সিস্টেম বা ETS বলে। এতে ৬ ধরনের বাহক থাকে।

১। ফেরিডক্সিন (Ferredoxin-Fd)ঃ ফেরিডক্সিন হলো আয়রন–সালফার যুক্ত প্রোটিন। ইহা ইলেকট্রন গ্রহণ ও স্থানান্তর করে।

২। সাইটোক্রোম (Cytochrome-Cyt)ঃ ইহা লৌহঘটিত হিম গ্রুপযুক্ত প্রোটিন। ইহা ইলেকট্রন গ্রহণ ও স্থানান্তর করে।

৩। প্লাস্টোকুইনন (Plastoquinone-PQ)ঃ ইহা ক্ষুদ্র গতিশীল লিপিড অণু। ইহা থাইলাকয়েডের মেমব্রেনে মুক্ত ভাবে চলাচল করতে পারে।

৪। ফিওফাইটিন (Pheophytin-Ph)ঃ ইহা রুপান্তরিত ক্লোরোফিল–a। ইহা পরবর্তী বাহক প্লাস্টোকুইনন–এর সাথে সংযোগ সৃষ্টি করে।

৫। প্লাস্টোসায়ানিন (Plastocynin-PC)ঃ ইহা কপারযুক্ত ক্ষুদ্র গতিশীল প্রোটিন অণু। ইহা থাইলাকয়েডের প্রকোষ্ঠে মুক্ত ভাবে ঘুরে বেড়ায়।

৬। NADP/FAD-reductaseঃ ইহা একটি ফ্ল্যাভোপ্রোটিন। এর ফ্ল্যাভিন অংশ ইলেকট্রন গ্রহণ করে।

ফটোসিস্টেমে একটি করে বিক্রিয়া কেন্দ্র থাকে। বিক্রিয়া কেন্দ্র থাইলাকয়েড মেমব্রেনের বাইলেয়ারে অবস্থিত। বিক্রিয়া কেন্দ্রে অল্প সংখ্যক প্রোটিন থাকে। প্রোটিনের একদিকে ক্লোরোফিল-a এবং অপরদিকে ইলেকট্রন গ্রহীতা থাকে। ইলেকট্রন গ্রহীতা থেকে ইলেকট্রনগুলো ইলেকট্রন ট্রান্সপোর্ট চেইন (ETC)-এর মাধ্যমে অগ্রসর হয়। বিক্রিয়া কেন্দ্রের ক্লোরোফিল ইলেকট্রন গ্রহীতাকে ইলেকট্রন প্রদান করলেই শোষিত আলোক শক্তি রাসায়নিক শক্তিতে রুপান্তরিত হতে পারে।

পিগমেন্ট অণুর একটি ইলেকট্রন আলোক শক্তি শোষণ করে শক্তিকৃত হওয়াকে বলা হয় ফটোঅ্যাকটিভেশন বলে।

ক্লোরোপ্লাস্টের থাইলাকয়েডের গায়ে সালোকসংশ্লেষণকারী একককে ফটোসিনথেটিক ইউনিট বলে। প্রতিটি ফটোসিনথেটিক ইঊনিটে ক্লোরোফিল-এ, ক্লোরোফিল-বি, ক্যারোটিন ও জ্যান্থোফিল এর ৩০০-৪০০টি অণু থাকে। এতে বিভিন্ন ধরনের এনজাইম, ফসফোলিপিড, সালফোলিপিড, মেটাল আয়ন, কুইনোন ইত্যাদি থাকে। ফটোসিনথেটিক ইউনিট আলোক শক্তি শোষণ করে এবং ফটোফসফোরাইলেশন ঘটায়। আগে ফটোসিনথেটিক ইউনিটকে কোয়ান্টোজোম বলা হতো। কোয়ান্টাম থেকে কোয়ান্টোজোম এসেছে। Quantasome-এর অর্থ হলো শক্তির অবিভাজ্য ইউনিট।

ফটোসিস্টেম-I তিনটি অংশ নিয়ে গঠিত। আলোক শোষণ অঙ্গ, বিক্রিয়া কেন্দ্র (ট্রাপিং সেন্টার) এবং ইলেকট্রন ট্রান্সপোর্ট সিস্টেম। এতে ক্লোরোফিল-a 683, ক্যারোটিন, জ্যান্থোফিল এবং P-700 থাকে। P-700 একটি প্রতিক্রিয়া রঞ্জক। ইহা 700 nm তরঙ্গ দৈর্ঘ্যরে অতিলাল আলোকরশ্মি সবচেয়ে বেশি শোষণ করে। তাই একে P-700 বলা হয়।

ক্লোরোফিল অণু এবং ইলেকট্রন গ্রহীতা একত্রে একটি ইউনিট গঠন করে। এই ইউনিটকে ফটোসিস্টেম বলে। ফটোসিস্টেম থাইলাকয়েডে অবস্থান করে এবং ৪০০ ক্লোরোফিল ধারণ করে। ফটোসিস্টেমের ক্লোরোফিল এবং অন্যান্য রঞ্জককে একত্রে Antenna complex (AC) বলে। ফটোসিস্টেম দুই ধরনের। ফটোসিস্টেম–I  ও ফটোসিস্টেম–II

CO₂ হলো শর্করা তৈরীর প্রধান কাঁচামাল। বায়ুমন্ডলে  CO₂ এর পরিমাণ ০.০৩%। বায়ুমন্ডলের ১% CO₂ সালোকসংশ্লেষণে ব্যবহার হয়। ক্লোরোপ্লাস্টে পানি ও CO₂ এর রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে। সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় এক অণু  গ্লুকোজ উৎপাদনের জন্য ৬ অণু CO₂ প্রয়োজন হয়।

সালোকসংশ্লেষণে CO₂ ভ‚মিকা

(i) CO₂ সালোকসংশ্লেষণে কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার হয়।

(ii) সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন শর্করার উৎস হলো CO₂।

(iii) কার্বন ডাই অক্সাইডের কার্বন কণা কোষের যৌগের সাথে যুক্ত হয়ে যায়।

ক্লোরোফিল সালোকসংশ্লেষণের প্রধান রঞ্জক পদার্থ। ক্লোরোপ্লাস্টের কোয়ান্টোজোমের ভিতরে ক্লোরোফিল থাকে। ক্লোরোফিলের রঞ্জক গুলো হলো ক্লোরোফিল– a (সবুজ), ক্লোরোফিল– b (নীলাভ–সবুজ), ক্লোরোফিল– c, ক্লোরোফিল– d, ক্লোরোফিল– e, ক্যারোটিন (কমলা), জ্যান্থোফিল (হলুদ), ফাইকোসায়ানিন (নীল), ফাইকোইরিথ্রিন (লাল), ব্যাকটেরিওক্লোরোফিল, ক্লোরোবিয়াম ক্লোরোফিল প্রভৃতি। ক্লোরোফিল– a  দুই রকম হয়ে থাকে। ক্লোরোফিল a 673  এবং ক্লোরোফিল a 683।  ক্লোরোফিলের রাসায়নিক উপাদান গুলো হলো– কার্বন, হাইড্রোজেন, অক্সিজেন, নাইট্রোজেন এবং ম্যাগনেসিয়াম। ব্যাকটেরিয়ার ক্লোরোফিলকে ব্যাকটেরিওক্লোরোফিল (C₅₅H₇₄O₆N₄Mg) বলে। যেমন– Rhodopseudomonas, Rhodospirillum, Chlorobium প্রভৃতি।

সালোকসংশ্লেষণে ক্লোরোফিলের ভ‚মিকা

(i) সৌরশক্তিকে রাসায়নিক শক্তিতে পরিনত করে।

(ii) সালোকসংশ্লেষণ সংঘটনের স্থান হিসেবে কাজ করে।

(iii) ক্লোরোফিল আলোর ফোটন কণা শোষণ করে।