Lysreaktioner opstår, når planter syntetiserer mad fra kuldioxid og vand med særlig henvisning til den del af energiproduktionen, der kræver lys og vand for at generere elektroner, der er nødvendige for yderligere syntese. Vand tilvejebringer elektronerne ved at dele sig i brint- og iltatomer. Oxygenatomer kombineres i et kovalent bundet iltmolekyle med to iltatomer, mens hydrogenatomer bliver hydrogenioner med hver en ekstra elektron.
Som en del af fotosyntese frigiver planter ilt - som en gas - i atmosfæren, mens elektroner og brintioner eller protoner reagerer yderligere. Disse reaktioner har ikke længere brug for lys for at fortsætte og er i biologien kendt som de mørke reaktioner. Elektronerne og protonerne passerer gennem en kompleks transportkæde, der gør det muligt for planten at kombinere brint med kulstof fra atmosfæren for at producere kulhydrater.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Lysreaktioner - lysenergi i nærværelse af klorofyl - deler vand. Opdeling af vand i iltgas, brintioner og elektroner producerer energi til efterfølgende elektron- og protontransport og giver energi til at producere det sukker, planten har brug for. Disse efterfølgende reaktioner danner Calvin-cyklussen.
Hvordan vand leverer elektroner til fotosyntese
Grønne planter, der bruger fotosyntese til at producere energi til vækst, indeholder klorofyl. Klorofylmolekylet er en nøglekomponent i fotosyntese, idet det er i stand til at absorbere energi fra lys i starten af lysreaktionerne. Molekylet absorberer alle lysets farver undtagen grønt, som det reflekterer, og derfor ser planterne grønne ud.
I lysreaktioner absorberer et molekyle klorofyl en lysfoton, der får en klorofylelektron til at overføres til et højere energiniveau. De energiserede elektroner fra klorofylmolekylerne strømmer ned ad en transportkæde til en forbindelse kaldet nicotinamid-adenin-dinukleotidphosphat eller NADP. Klorofyl erstatter derefter de mistede elektroner fra vandmolekyler. Oxygenatomer danner iltgas, mens hydrogenatomer danner protoner og elektroner. Elektronerne genopfylder klorofylmolekylerne og tillader fotosynteseprocessen at fortsætte.
Calvin-cyklen
Calvin-cyklussen bruger den energi, der produceres af lysreaktionerne, til at fremstille de kulhydrater, planten har brug for. Lysreaktionerne producerer NADPH, som er NADP med en elektron og en hydrogenion, og adenosintriphosphat eller ATP. Under Calvin-cyklussen bruger anlægget NADPH og ATP til at fiksere kuldioxid. Processen bruger kulstof fra atmosfærisk kuldioxid til at producere kulhydrater i form CH2O. Et produkt af Calvin-cyklussen er glucose, C6H12O6.
Slutningen af elektrontransportkæden, der giver planter energi til at danne kulhydrater, kræver en elektronacceptor til at regenerere den forarmede ATP. På samme tid som de engagerer sig i fotosyntese, absorberer planter noget ilt i en proces kaldet respiration. I åndedræt bliver ilt den sidste elektronacceptor.
I gærceller kan de for eksempel producere ATP selv i fravær af ilt. Hvis der ikke er ilt tilgængeligt, kan respiration ikke finde sted, og disse celler deltager i en anden proces kaldet fermentering. Ved gæring er de endelige elektronacceptorer forbindelser, der producerer ioner såsom sulfat- eller nitrationer. I modsætning til grønne planter kræver sådanne celler ikke noget lys, og lysreaktionerne finder ikke sted.