As reações de luz ocorrem quando as plantas sintetizam alimentos a partir de dióxido de carbono e água, referindo-se especificamente a a parte da produção de energia que requer luz e água para gerar elétrons necessários para síntese. A água fornece os elétrons ao se dividir em átomos de hidrogênio e oxigênio. Os átomos de oxigênio se combinam em uma molécula de oxigênio ligada covalentemente de dois átomos de oxigênio, enquanto os átomos de hidrogênio se tornam íons de hidrogênio com um elétron sobressalente cada.
Como parte da fotossíntese, as plantas liberam oxigênio - como um gás - na atmosfera enquanto os elétrons e íons de hidrogênio ou prótons reagem ainda mais. Essas reações não precisam mais de luz para continuar e são conhecidas na biologia como reações escuras. Os elétrons e prótons passam por uma complexa cadeia de transporte que permite à planta combinar o hidrogênio com o carbono da atmosfera para produzir carboidratos.
TL; DR (muito longo; Não li)
Reações de luz - energia luminosa na presença de clorofila - divide a água. Dividir a água em gás oxigênio, íons de hidrogênio e elétrons produz a energia para o transporte subsequente de elétrons e prótons e fornece a energia para produzir os açúcares de que a planta precisa. Essas reações subsequentes formam o ciclo de Calvin.
Como a água fornece elétrons para a fotossíntese
As plantas verdes que usam a fotossíntese para produzir energia para o crescimento contêm clorofila. A molécula de clorofila é um componente-chave da fotossíntese, pois é capaz de absorver energia da luz no início das reações luminosas. A molécula absorve todas as cores da luz, exceto o verde, que ela reflete, e é por isso que as plantas parecem verdes.
Em reações de luz, uma molécula de clorofila absorve um fóton de luz, fazendo com que um elétron de clorofila seja transferido para um nível de energia mais alto. Os elétrons energizados das moléculas de clorofila fluem por uma cadeia de transporte para um composto denominado fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida adenina ou NADP. A clorofila então substitui os elétrons perdidos das moléculas de água. Os átomos de oxigênio formam o gás oxigênio, enquanto os átomos de hidrogênio formam prótons e elétrons. Os elétrons reabastecem as moléculas de clorofila e permitem que o processo de fotossíntese continue.
O Ciclo Calvin
O ciclo de Calvin usa a energia produzida pelas reações de luz para fazer os carboidratos de que a planta precisa. As reações de luz produzem NADPH, que é NADP com um elétron e um íon de hidrogênio, e trifosfato de adenosina ou ATP. Durante o ciclo de Calvin, a planta usa NADPH e ATP para fixar o dióxido de carbono. O processo usa o carbono do dióxido de carbono atmosférico para produzir carboidratos na forma CH2O. Um produto do ciclo de Calvin é a glicose, C6H12O6.
O fim da cadeia de transporte de elétrons que dá às plantas a energia para formar carboidratos requer um aceptor de elétrons para regenerar o ATP esgotado. Ao mesmo tempo em que participam da fotossíntese, as plantas absorvem algum oxigênio em um processo chamado respiração. Na respiração, o oxigênio se torna o aceptor final de elétrons.
Em células de levedura, por exemplo, eles podem produzir ATP mesmo na ausência de oxigênio. Se não houver oxigênio disponível, a respiração não pode ocorrer e essas células se engajam em outro processo chamado fermentação. Na fermentação, os aceptores finais de elétrons são compostos que produzem íons, como os íons sulfato ou nitrato. Em contraste com as plantas verdes, essas células não requerem luz e as reações luminosas não ocorrem.