Фотосинтеза је процес којим биљке и неке бактерије и протисти синтетишу молекуле шећера из угљен-диоксида, воде и сунчеве светлости. Фотосинтеза се може поделити у две фазе - реакција зависна од светлости и реакције независне од светлости (или тамне). Током светлосних реакција, електрон се одузима из молекула воде ослобађајући атоме кисеоника и водоника. Слободни атом кисеоника комбинује се са другим слободним атомом кисеоника дајући гас кисеоник који се затим ослобађа.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
Атоми кисеоника настају током лаког процеса фотосинтезе, а два атома кисеоника се затим комбинују и формирају гас кисеоника.
Светлосне реакције
Примарна сврха светлосних реакција у фотосинтези је стварање енергије за употребу у тамним реакцијама. Енергија се сакупља из сунчеве светлости која се преноси на електроне. Како електрони пролазе кроз низ молекула, протонски градијент се формира у мембранама. Протони се враћају преко мембране кроз ензим који се назива АТП синтаза који генерише АТП, молекул енергије, који се користи у мрачним реакцијама где се угљен-диоксид користи за производњу шећера. Овај процес се назива фотофпосфорилација.
Циклична и нециклична фотофосфорилација
Циклична и нециклична фотофосфорилација односе се на извор и одредиште електрона који се користи за генерисање градијента протона и заузврат АТП. У цикличној фотофосфолацији, електрон се рециклира назад у фотосистем где се поново напаја и понавља своје путовање кроз светлосне реакције. Међутим, у нецикличној фотофосфорилацији, последњи корак електрона је у стварању молекула НАДПХ који се такође користи у мрачним реакцијама. То захтева унос новог електрона да би поновио светлосне реакције. Потреба за овим електроном резултира стварањем кисеоника из молекула воде.
Хлоропласти
У фотосинтетским еукариотима као што су алге и биљке, фотосинтеза се јавља у специјализованој ћелијској органели која се назива хлоропласт. Унутар хлоропласта налазе се тилакоидне мембране које пружају унутрашње и спољашње окружење за фотосинтезу. Тилакоидне мембране су присутне у свим фотосинтетским организмима, укључујући бактерије, али само еукариоти смештају ове мембране у хлоропласте. Фотосинтеза започиње у фотосистемима који се налазе унутар тилакоидних мембрана. Како светлосне реакције фотосинтезе напредују, протони се спакују унутар мембранских простора стварајући протонски градијент преко мембране.
Пхотосистемс
Фотосистеми су сложене структуре које укључују пигменте смештене унутар тилакоидне мембране који енергију електрона користе светлосном енергијом. Сваки пигмент је прилагођен одређеном делу спектра светлости. Централни пигмент је хлорофил? што служи додатној улози прикупљања електрона који се користи у следећим светлосним реакцијама. Унутар центра хлорофила? су јони који се везују за молекуле воде. Како хлорофил даје енергију електрону и шаље електрон изван фотосистема молекулима рецептора који чекају, електрон се замењује из молекула воде.
Стварање кисеоника
Како се електрони одузимају од молекула воде, вода се разбија на атоме компонената. Атоми кисеоника из два молекула воде комбинују се и формирају двоатомски кисеоник (О2). Атоми водоника, који су појединачни протони којима недостају електрони, помажу у стварању протонског градијента у простору затвореном тилакоидном мембраном. Двоатомни кисеоник се ослобађа и хлорофилни центар се везује за нове молекуле воде да би поновио поступак. Због укључених реакција, хлорофил мора да подстакне четири електрона да би створио један молекул кисеоника.