Lysreaktioner: fotosystem I & II

1. når Photosystem II absorberer lys, fanges en elektron, der er spændt til et højere energiniveau i reaktionscentret chlorophyll (P680), af den primære elektronacceptor. Den iltede klorofyl er nu et meget stærkt iltningsmiddel; dets elektron” hul ” skal fyldes.
2. et ferment ekstraherer elektroner fra vand og leverer dem til P680 og erstatter de elektroner, som klorofylmolekylet mistede, da det absorberede lysenergi. Denne reaktion opdeler et vandmolekyle i to hydrogenioner og et iltatom, som straks kombineres med et andet iltatom for at danne O2. Denne opdeling af vand er ansvarlig for frigivelsen af O2 i luften.
3. hver fotospændt elektron (aktiveret af lys) passerer fra den primære elektronacceptor i fotosystem II til fotosystem I via en elektrontransportkæde. Denne elektrontransportkæde ligner meget den i cellulær respiration; bærerproteinerne i chloroplasten osv.er imidlertid forskellige fra dem i mitokondrie osv.
4. når elektronen bevæger sig ned ad kæden, udnyttes deres eksergoniske “fald”til et lavere energiniveau af thylakoidmembranen til at producere ATP (ved kemiosmose). Produktionen af ATP i kloroplasten kaldes fotophosphorylering, fordi den energi, der blev udnyttet i processen, oprindeligt kom fra lys. Denne proces med ATP-produktion kaldes ikke-cyklisk fotophosphorylering. ATP genereret i denne proces vil tilvejebringe energien til syntese af glukose under Calvin-cyklussen (lette uafhængige reaktioner).
5. når en elektron når “bunden” af elektrontransportkæden, fylder den et elektron “hul” i klorofylen et molekyle i reaktionscentret for fotosystem I (P700). Hullet blev skabt, når lysenergi driver en elektron fra P700 til den primære elektronacceptor af fotosystem I.
6. den primære elektronacceptor af fotosystem I passerer de ophidsede elektroner til en anden elektrontransportkæde, der overfører dem til et jernholdigt protein. En reaktion overfører elektronerne fra proteinet til NADP+, der danner NADPH (som har høj kemisk energi på grund af elektronernes energi). NADPH er det reduktionsmiddel, der er nødvendigt til syntese af glukose i Calvin-cyklussen.

Under visse betingelser tager de fotospændte elektroner analternativ vej kaldet cyklisk elektronstrøm, som bruger fotosystem I (P700), men ikke fotosystem II (P680). Denne proces producerer ingen NADPH og ingen O2, men det gør ATP.Dette kaldes cyklisk fotophosphorylering. Kloroplasten skifter til denne proces, når ATP-forsyningen falder, og niveauet af NADPH stiger. Ofte overstiger mængden af ATP, der er nødvendig for at drive Calvin-cyklussen, det, der produceres i ikke-cyklisk fotophosphorylering. Uden tilstrækkeligtatp vil Calvin-cyklen sænke eller endda stoppe. Kloroplasten fortsætter cyklisk fotofosforylering, indtil Atpforsyningen er blevet genopfyldt. ATP erproduceret gennem kemiosmose i både cyklisk og ikke-cyklisk fotophosphorylering.