Des réactions lumineuses se produisent lorsque les plantes synthétisent de la nourriture à partir de dioxyde de carbone et d'eau, se référant spécifiquement à la partie de la production d'énergie qui nécessite de la lumière et de l'eau pour générer les électrons nécessaires à d'autres la synthèse. L'eau fournit les électrons en se divisant en atomes d'hydrogène et d'oxygène. Les atomes d'oxygène se combinent en une molécule d'oxygène liée de manière covalente de deux atomes d'oxygène tandis que les atomes d'hydrogène deviennent des ions hydrogène avec chacun un électron de réserve.
Dans le cadre de la photosynthèse, les plantes libèrent de l'oxygène - sous forme de gaz - dans l'atmosphère tandis que les électrons et les ions hydrogène ou les protons réagissent davantage. Ces réactions n'ont plus besoin de lumière pour continuer et sont connues en biologie sous le nom de réactions sombres. Les électrons et les protons traversent une chaîne de transport complexe qui permet à la plante de combiner l'hydrogène avec le carbone de l'atmosphère pour produire des glucides.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les réactions lumineuses - énergie lumineuse en présence de chlorophylle - divisent l'eau. La division de l'eau en oxygène gazeux, ions hydrogène et électrons produit l'énergie nécessaire au transport ultérieur des électrons et des protons et fournit l'énergie nécessaire pour produire les sucres dont la plante a besoin. Ces réactions ultérieures forment le cycle de Calvin.
Comment l'eau fournit des électrons pour la photosynthèse
Les plantes vertes qui utilisent la photosynthèse pour produire de l'énergie pour la croissance contiennent de la chlorophylle. La molécule de chlorophylle est un élément clé de la photosynthèse dans la mesure où elle est capable d'absorber l'énergie de la lumière au début des réactions lumineuses. La molécule absorbe toutes les couleurs de la lumière sauf le vert, qu'elle réfléchit, et c'est pourquoi les plantes paraissent vertes.
Dans les réactions lumineuses, une molécule de chlorophylle absorbe un photon de lumière, provoquant le transfert d'un électron de chlorophylle à un niveau d'énergie plus élevé. Les électrons sous tension des molécules de chlorophylle descendent une chaîne de transport vers un composé appelé nicotinamide adénine dinucléotide phosphate ou NADP. La chlorophylle remplace alors les électrons perdus des molécules d'eau. Les atomes d'oxygène forment de l'oxygène gazeux tandis que les atomes d'hydrogène forment des protons et des électrons. Les électrons reconstituent les molécules de chlorophylle et permettent au processus de photosynthèse de se poursuivre.
Le cycle de Calvin
Le cycle de Calvin utilise l'énergie produite par les réactions lumineuses pour fabriquer les glucides dont la plante a besoin. Les réactions lumineuses produisent du NADPH, qui est du NADP avec un électron et un ion hydrogène, et de l'adénosine triphosphate ou ATP. Au cours du cycle de Calvin, la plante utilise le NADPH et l'ATP pour fixer le dioxyde de carbone. Le processus utilise le carbone du dioxyde de carbone atmosphérique pour produire des glucides de la forme CH2O. Un produit du cycle de Calvin est le glucose, C6H12O6.
La fin de la chaîne de transport d'électrons qui donne aux plantes l'énergie nécessaire pour former des glucides nécessite un accepteur d'électrons pour régénérer l'ATP appauvri. En même temps qu'elles s'engagent dans la photosynthèse, les plantes absorbent de l'oxygène dans un processus appelé respiration. Dans la respiration, l'oxygène devient l'accepteur final d'électrons.
Dans les cellules de levure, par exemple, elles peuvent produire de l'ATP même en l'absence d'oxygène. S'il n'y a pas d'oxygène disponible, la respiration ne peut pas avoir lieu et ces cellules s'engagent dans un autre processus appelé fermentation. En fermentation, les accepteurs d'électrons finaux sont des composés qui produisent des ions tels que les ions sulfate ou nitrate. Contrairement aux plantes vertes, ces cellules ne nécessitent pas de lumière et les réactions lumineuses n'ont pas lieu.