Reacțiile la lumină apar atunci când plantele sintetizează alimentele din dioxid de carbon și apă, referindu-se în mod specific la partea de producere a energiei care necesită lumină și apă pentru a genera electroni necesari în continuare sinteză. Apa furnizează electronii prin divizarea în atomi de hidrogen și oxigen. Atomii de oxigen se combină într-o moleculă de oxigen legată covalent de doi atomi de oxigen, în timp ce atomii de hidrogen devin ioni de hidrogen cu un electron de rezervă fiecare.
Ca parte a fotosintezei, plantele eliberează oxigen - ca gaz - în atmosferă în timp ce electronii și ionii de hidrogen sau protonii reacționează în continuare. Aceste reacții nu mai au nevoie de lumină pentru a continua și sunt cunoscute în biologie ca reacții întunecate. Electronii și protonii trec printr-un lanț complex de transport care permite plantei să combine hidrogenul cu carbonul din atmosferă pentru a produce carbohidrați.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Reacțiile la lumină - energia luminii în prezența clorofilei - împarte apa. Împărțirea apei în oxigen gazos, ioni de hidrogen și electroni produce energia pentru transportul ulterior de electroni și protoni și furnizează energia pentru a produce zaharurile de care are nevoie planta. Aceste reacții ulterioare formează ciclul Calvin.
Cum apa furnizează electroni pentru fotosinteză
Plantele verzi care folosesc fotosinteza pentru a produce energie pentru creștere conțin clorofilă. Molecula de clorofilă este o componentă cheie a fotosintezei prin aceea că este capabilă să absoarbă energia din lumină la începutul reacțiilor luminii. Molecula absoarbe toate culorile luminii, cu excepția verde, pe care o reflectă, și motivul pentru care plantele arată verde.
În reacțiile la lumină, o moleculă de clorofilă absoarbe un foton de lumină, determinând transferul unui electron al clorofilei la un nivel de energie mai înalt. Electronii energizați din moleculele de clorofilă curg pe un lanț de transport către un compus numit fosfat de nicotinamidă adenină dinucleotidică sau NADP. Clorofila înlocuiește apoi electronii pierduți din moleculele de apă. Atomii de oxigen formează gaz de oxigen, în timp ce atomii de hidrogen formează protoni și electroni. Electronii completează moleculele de clorofilă și permit continuarea procesului de fotosinteză.
Ciclul Calvin
Ciclul Calvin folosește energia produsă de reacțiile luminii pentru a produce carbohidrații de care are nevoie planta. Reacțiile la lumină produc NADPH, care este NADP cu un electron și un ion hidrogen și adenozin trifosfat sau ATP. În timpul ciclului Calvin, planta folosește NADPH și ATP pentru a fixa dioxidul de carbon. Procesul folosește carbonul din dioxidul de carbon atmosferic pentru a produce carbohidrați de forma CH2O. Un produs al ciclului Calvin este glucoza, C6H12O6.
Sfârșitul lanțului de transport al electronilor care oferă plantelor energia pentru a forma carbohidrați necesită un acceptor de electroni pentru a regenera ATP-ul epuizat. În același timp în care se angajează în fotosinteză, plantele absorb puțin oxigen într-un proces numit respirație. În respirație, oxigenul devine ultimul acceptor de electroni.
În celulele de drojdie, de exemplu, pot produce ATP chiar și în absența oxigenului. Dacă nu există oxigen disponibil, respirația nu poate avea loc și aceste celule se angajează într-un alt proces numit fermentare. În fermentație, acceptorii finali de electroni sunt compuși care produc ioni precum ioni de sulfat sau nitrați. Spre deosebire de plantele verzi, astfel de celule nu necesită lumină, iar reacțiile la lumină nu au loc.