Светлинни реакции възникват, когато растенията синтезират храна от въглероден диоксид и вода, позовавайки се конкретно на частта от производството на енергия, която изисква светлина и вода, за да генерира електрони, необходими за по-нататъшно синтез. Водата осигурява електроните чрез разделяне на водородни и кислородни атоми. Кислородните атоми се комбинират в ковалентно свързана кислородна молекула от два кислородни атома, докато водородните атоми се превръщат във водородни йони с резервен електрон всеки.
Като част от фотосинтезата, растенията освобождават кислород - като газ - в атмосферата, докато електроните и водородните йони или протоните реагират допълнително. Тези реакции вече не се нуждаят от светлина, за да продължат и са известни в биологията като тъмни реакции. Електроните и протоните преминават през сложна транспортна верига, която позволява на растението да комбинира водорода с въглерода от атмосферата, за да произвежда въглехидрати.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Светлинни реакции - светлинна енергия в присъствието на хлорофил - разделя водата. Разделянето на водата в кислороден газ, водородни йони и електрони произвежда енергията за последващ електронен и протонен транспорт и осигурява енергията за производство на захарите, от които растението се нуждае. Тези последващи реакции формират цикъла на Калвин.
Как водата осигурява електрони за фотосинтеза
Зелените растения, които използват фотосинтеза за производство на енергия за растеж, съдържат хлорофил. Молекулата хлорофил е ключов компонент на фотосинтезата, тъй като е способна да абсорбира енергия от светлина в началото на светлинните реакции. Молекулата абсорбира всички цветове на светлината с изключение на зеленото, което отразява и поради което растенията изглеждат зелени.
При светлинни реакции молекула хлорофил поглъща един фотон светлина, причинявайки хлорофилен електрон да се прехвърли на по-високо енергийно ниво. Енергизираните електрони от молекулите на хлорофила се оттичат по транспортна верига до съединение, наречено никотинамид аденин динуклеотид фосфат или NADP. След това хлорофилът замества загубените електрони от водните молекули. Кислородните атоми образуват кислороден газ, докато водородните атоми образуват протони и електрони. Електроните попълват молекулите на хлорофила и позволяват процеса на фотосинтеза да продължи.
Цикълът на Калвин
Цикълът на Калвин използва енергията, произведена от светлинните реакции, за да направи въглехидратите, от които се нуждае растението. Светлинните реакции произвеждат NADPH, който е NADP с електрон и водороден йон, и аденозин трифосфат или ATP. По време на цикъла на Калвин растението използва NADPH и ATP, за да фиксира въглеродния диоксид. В процеса се използва въглеродът от атмосферния въглероден диоксид за получаване на въглехидрати от формата СН2О. Продукт от цикъла на Калвин е глюкоза, С6З.12О6.
Краят на електронната транспортна верига, която дава на растенията енергия за образуване на въглехидрати, изисква електронен акцептор, за да регенерира изчерпания АТФ. В същото време, когато се занимават с фотосинтеза, растенията абсорбират малко кислород в процес, наречен дишане. При дишането кислородът се превръща в последен акцептор на електрони.
В клетките на дрождите например те могат да произвеждат АТФ дори при липса на кислород. Ако няма наличен кислород, дишането не може да се осъществи и тези клетки участват в друг процес, наречен ферментация. При ферментацията крайните електронни акцептори са съединения, които произвеждат йони като сулфатни или нитратни йони. За разлика от зелените растения, такива клетки не се нуждаят от светлина и светлинните реакции не се провеждат.