Οι ελαφριές αντιδράσεις συμβαίνουν όταν τα φυτά συνθέτουν τρόφιμα από διοξείδιο του άνθρακα και νερό, αναφέροντας συγκεκριμένα το το μέρος της παραγωγής ενέργειας που απαιτεί φως και νερό για την παραγωγή ηλεκτρονίων που απαιτούνται για περαιτέρω σύνθεση. Το νερό παρέχει τα ηλεκτρόνια χωρίζοντας σε άτομα υδρογόνου και οξυγόνου. Τα άτομα οξυγόνου συνδυάζονται σε ένα ομοιοπολικά συνδεδεμένο μόριο οξυγόνου δύο ατόμων οξυγόνου ενώ τα άτομα υδρογόνου γίνονται ιόντα υδρογόνου με ένα εφεδρικό ηλεκτρόνιο το καθένα.
Ως μέρος της φωτοσύνθεσης, τα φυτά απελευθερώνουν οξυγόνο - ως αέριο - στην ατμόσφαιρα, ενώ τα ηλεκτρόνια και τα ιόντα υδρογόνου ή τα πρωτόνια αντιδρούν περαιτέρω. Αυτές οι αντιδράσεις δεν χρειάζονται πλέον φως για να συνεχιστούν και είναι γνωστές στη βιολογία ως οι σκοτεινές αντιδράσεις. Τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια περνούν από μια πολύπλοκη αλυσίδα μεταφοράς που επιτρέπει στο φυτό να συνδυάζει το υδρογόνο με τον άνθρακα από την ατμόσφαιρα για να παράγει υδατάνθρακες.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Αντιδράσεις φωτός - ελαφριά ενέργεια παρουσία χλωροφύλλης - χωρίζει νερό. Ο διαχωρισμός του νερού σε αέριο οξυγόνο, ιόντα υδρογόνου και ηλεκτρόνια παράγει την ενέργεια για μεταγενέστερη μεταφορά ηλεκτρονίων και πρωτονίων και παρέχει την ενέργεια για την παραγωγή σακχάρων που χρειάζεται το φυτό. Αυτές οι επακόλουθες αντιδράσεις σχηματίζουν τον κύκλο Calvin.
Πώς το νερό παρέχει ηλεκτρόνια για φωτοσύνθεση
Τα πράσινα φυτά που χρησιμοποιούν φωτοσύνθεση για την παραγωγή ενέργειας για ανάπτυξη περιέχουν χλωροφύλλη. Το μόριο χλωροφύλλης είναι ένα βασικό συστατικό της φωτοσύνθεσης στο ότι είναι ικανό να απορροφά ενέργεια από το φως κατά την έναρξη των αντιδράσεων φωτός. Το μόριο απορροφά όλα τα χρώματα του φωτός εκτός από το πράσινο, το οποίο αντανακλά και γι 'αυτό τα φυτά φαίνονται πράσινα.
Στις αντιδράσεις φωτός, ένα μόριο χλωροφύλλης απορροφά ένα φωτόνιο φωτός, προκαλώντας τη μεταφορά ενός ηλεκτρονίου χλωροφύλλης σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Τα ενεργοποιημένα ηλεκτρόνια από τα μόρια χλωροφύλλης ρέουν κάτω από μια αλυσίδα μεταφοράς προς μια ένωση που ονομάζεται φωσφορική δινουκλεοτιδική νικοτιναμίδη αδενίνη ή NADP. Η χλωροφύλλη στη συνέχεια αντικαθιστά τα χαμένα ηλεκτρόνια από μόρια νερού. Τα άτομα οξυγόνου σχηματίζουν αέριο οξυγόνο ενώ τα άτομα υδρογόνου σχηματίζουν πρωτόνια και ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια αναπληρώνουν τα μόρια χλωροφύλλης και επιτρέπουν τη συνέχιση της διαδικασίας φωτοσύνθεσης.
Ο Κύκλος Calvin
Ο κύκλος Calvin χρησιμοποιεί την ενέργεια που παράγεται από τις αντιδράσεις φωτός για να κάνει τους υδατάνθρακες που χρειάζεται το φυτό. Οι αντιδράσεις φωτός παράγουν NADPH, το οποίο είναι NADP με ένα ηλεκτρόνιο και ένα ιόν υδρογόνου, και τριφωσφορική αδενοσίνη ή ATP. Κατά τη διάρκεια του κύκλου Calvin, το εργοστάσιο χρησιμοποιεί NADPH και ATP για τη διόρθωση του διοξειδίου του άνθρακα. Η διαδικασία χρησιμοποιεί τον άνθρακα από ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα για την παραγωγή υδατανθράκων με τη μορφή CH2Ο. Ένα προϊόν του κύκλου Calvin είναι η γλυκόζη, C6Η12Ο6.
Το τέλος της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων που δίνει στα φυτά την ενέργεια για να σχηματίσουν υδατάνθρακες απαιτεί ένα δέκτη ηλεκτρονίων για την αναγέννηση του εξαντλημένου ATP. Την ίδια στιγμή που ασχολούνται με τη φωτοσύνθεση, τα φυτά απορροφούν λίγο οξυγόνο σε μια διαδικασία που ονομάζεται αναπνοή. Στην αναπνοή, το οξυγόνο γίνεται ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων.
Στα κύτταρα ζύμης, για παράδειγμα, μπορούν να παράγουν ΑΤΡ ακόμη και απουσία οξυγόνου. Εάν δεν υπάρχει διαθέσιμο οξυγόνο, η αναπνοή δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί και αυτά τα κύτταρα συμμετέχουν σε μια άλλη διαδικασία που ονομάζεται ζύμωση. Στη ζύμωση, οι τελικοί δέκτες ηλεκτρονίων είναι ενώσεις που παράγουν ιόντα όπως θειικά ή νιτρικά ιόντα. Σε αντίθεση με τα πράσινα φυτά, τέτοια κύτταρα δεν απαιτούν φως και οι αντιδράσεις φωτός δεν λαμβάνουν χώρα.