Reakcje świetlne występują, gdy rośliny syntetyzują pokarm z dwutlenku węgla i wody, odnosząc się w szczególności do: część produkcji energii, która wymaga światła i wody do generowania elektronów potrzebnych do dalszego rozwoju synteza. Woda dostarcza elektrony, dzieląc się na atomy wodoru i tlenu. Atomy tlenu łączą się w kowalencyjnie związaną cząsteczkę tlenu złożoną z dwóch atomów tlenu, podczas gdy atomy wodoru stają się jonami wodoru z zapasowym elektronem każdy.
W ramach fotosyntezy rośliny uwalniają tlen – jako gaz – do atmosfery, podczas gdy elektrony i jony wodorowe lub protony dalej reagują. Reakcje te nie potrzebują już światła do kontynuowania i są znane w biologii jako reakcje ciemne. Elektrony i protony przechodzą przez złożony łańcuch transportowy, który umożliwia roślinie łączenie wodoru z węglem z atmosfery w celu wytworzenia węglowodanów.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Reakcje świetlne – energia świetlna w obecności chlorofilu – rozszczepiają wodę. Podział wody na gazowy tlen, jony wodorowe i elektrony wytwarza energię do późniejszego transportu elektronów i protonów oraz dostarcza energię do produkcji cukrów potrzebnych roślinie. Te kolejne reakcje tworzą cykl Calvina.
Jak woda dostarcza elektrony do fotosyntezy?
Zielone rośliny, które wykorzystują fotosyntezę do produkcji energii do wzrostu, zawierają chlorofil. Cząsteczka chlorofilu jest kluczowym składnikiem fotosyntezy, ponieważ jest zdolna do pochłaniania energii ze światła na początku reakcji świetlnych. Cząsteczka pochłania wszystkie kolory światła z wyjątkiem zielonego, który odbija, i dlatego rośliny wyglądają na zielone.
W reakcjach świetlnych cząsteczka chlorofilu pochłania jeden foton światła, powodując przeniesienie elektronu chlorofilu na wyższy poziom energii. Pobudzone elektrony z cząsteczek chlorofilu przepływają w dół łańcucha transportowego do związku zwanego fosforanem dinukleotydu nikotynamidoadeninowego lub NADP. Chlorofil następnie zastępuje utracone elektrony z cząsteczek wody. Atomy tlenu tworzą gazowy tlen, podczas gdy atomy wodoru tworzą protony i elektrony. Elektrony uzupełniają cząsteczki chlorofilu i umożliwiają kontynuację procesu fotosyntezy.
Cykl Calvina
Cykl Calvina wykorzystuje energię wytworzoną przez reakcje świetlne do produkcji węglowodanów potrzebnych roślinie. Reakcje świetlne wytwarzają NADPH, czyli NADP z elektronem i jonem wodorowym oraz adenozynotrójfosforan lub ATP. Podczas cyklu Calvina zakład wykorzystuje NADPH i ATP do wiązania dwutlenku węgla. Proces wykorzystuje węgiel z atmosferycznego dwutlenku węgla do produkcji węglowodanów w postaci CH2O. Produktem cyklu Calvina jest glukoza, C6H12O6.
Koniec łańcucha transportu elektronów, który daje roślinom energię do tworzenia węglowodanów, wymaga akceptora elektronów do regeneracji zubożonego ATP. W tym samym czasie, gdy rośliny angażują się w fotosyntezę, pochłaniają trochę tlenu w procesie zwanym oddychaniem. W oddychaniu tlen staje się ostatecznym akceptorem elektronów.
Na przykład w komórkach drożdży mogą wytwarzać ATP nawet przy braku tlenu. Jeśli nie ma dostępnego tlenu, oddychanie nie może mieć miejsca, a komórki te angażują się w inny proces zwany fermentacją. W fermentacji ostatecznymi akceptorami elektronów są związki, które wytwarzają jony, takie jak jony siarczanowe lub azotanowe. W przeciwieństwie do roślin zielonych takie komórki nie wymagają światła i nie zachodzą reakcje świetlne.