Svjetlosne reakcije nastaju kada biljke sintetiziraju hranu iz ugljičnog dioksida i vode, posebno se referirajući na dio proizvodnje energije koji zahtijeva svjetlost i vodu za stvaranje elektrona potrebnih za dalje sinteza. Voda osigurava elektrone cijepanjem na atome vodika i kisika. Atomi kisika kombiniraju se u kovalentno vezanu molekulu kisika od dva atoma kisika, dok atomi vodika postaju vodikovi ioni s rezervnim elektronom.
Kao dio fotosinteze, biljke ispuštaju kisik - kao plin - u atmosferu, dok elektroni i vodikovi ioni ili protoni reagiraju dalje. Ovim reakcijama više nije potrebno svjetlo da bi se nastavile, a u biologiji su poznate kao tamne reakcije. Elektroni i protoni prolaze kroz složeni transportni lanac koji biljci omogućuje kombiniranje vodika i ugljika iz atmosfere kako bi proizveo ugljikohidrate.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Svjetlosne reakcije - svjetlosna energija u prisutnosti klorofila - cijepa vodu. Razdvajanje vode u plinoviti kisik, ioni vodika i elektroni proizvode energiju za daljnji transport elektrona i protona i daju energiju za proizvodnju šećera koji su biljci potrebni. Te naknadne reakcije tvore Calvinov ciklus.
Kako voda osigurava elektrone za fotosintezu
Zelene biljke koje fotosintezom proizvode energiju za rast sadrže klorofil. Molekula klorofila ključna je komponenta fotosinteze jer je sposobna apsorbirati energiju iz svjetlosti na početku svjetlosnih reakcija. Molekula upija sve boje svjetlosti, osim zelene, koju reflektira i zbog čega biljke izgledaju zeleno.
U svjetlosnim reakcijama, molekula klorofila apsorbira jedan foton svjetlosti, što uzrokuje prijenos klorofilnog elektrona na višu razinu energije. Energizirani elektroni iz molekula klorofila teku niz transportni lanac do spoja koji se naziva nikotinamid adenin dinukleotid fosfat ili NADP. Klorofil tada nadomješta izgubljene elektrone iz molekula vode. Atomi kisika tvore plin kisika, dok atomi vodika tvore protone i elektrone. Elektroni nadopunjuju molekule klorofila i omogućuju nastavak procesa fotosinteze.
Calvinov ciklus
Calvinov ciklus koristi energiju proizvedenu svjetlosnim reakcijama kako bi stvorio ugljikohidrate koji su biljci potrebni. Svjetlosne reakcije proizvode NADPH, koji je NADP s elektronom i vodikovim ionom, te adenozin trifosfat ili ATP. Tijekom Calvinovog ciklusa biljka koristi NADPH i ATP za fiksiranje ugljičnog dioksida. Proces koristi ugljik iz atmosferskog ugljičnog dioksida za proizvodnju ugljikohidrata oblika CH2O. Proizvod Calvinovog ciklusa je glukoza, C6H12O6.
Kraj lanca prijenosa elektrona koji biljkama daje energiju za stvaranje ugljikohidrata zahtijeva akceptor elektrona da regenerira osiromašeni ATP. Istodobno dok se uključuju u fotosintezu, biljke apsorbiraju malo kisika u procesu koji se naziva disanje. U disanju kisik postaje konačni akceptor elektrona.
Na primjer, u stanicama kvasca mogu stvarati ATP čak i u odsutnosti kisika. Ako nema dostupnog kisika, disanje se ne može odvijati i te stanice sudjeluju u drugom procesu koji se naziva fermentacija. U fermentaciji, konačni akceptori elektrona su spojevi koji proizvode ione poput sulfatnih ili nitratnih iona. Za razliku od zelenih biljaka, takve stanice ne zahtijevaju svjetlost i svjetlosne reakcije se ne odvijaju.
