Licht Reacties: Photosystem I & II

1. Wanneer photosystem II absorbeert het licht, een elektron opgewonden tot een hoger energie-niveau in de reactie center chlorofyl (P680) is gevangen genomen door de primaire elektron acceptor. Het geoxideerde chlorofyl is nu een zeer sterke oxiderende stof; zijn elektron ” gat ” moet worden gevuld.
2. een enzym extraheert elektronen uit water en levert ze aan P680, ter vervanging van de elektronen die het chlorofylmolecuul verloor toen het lichtenergie absorbeerde. Deze reactie splitst een watermolecuul in twee waterstofionen en een zuurstofatoom, dat zich onmiddellijk combineert met een ander zuurstofatoom om O2 te vormen. Deze splitsing van water is verantwoordelijk voor het vrijkomen van O2 in de lucht.
3. elk door licht gevoed elektron gaat via een elektronentransportketen van de primaire elektronenacceptor in fotosysteem II naar fotosysteem I. Deze keten van het elektronentransport is zeer gelijkaardig aan één in cellulaire ademhaling; nochtans, zijn de dragerproteã nen in chloroplast enz.verschillend van die in mitochondrial enz.
4. als elektronen langs de keten bewegen, wordt hun exergonische”val” tot een lager energieniveau door het thylakoïdmembraan benut om ATP (door chemiosmose) te produceren. De productie van ATP in het chloroplast wordt photofosforylation genoemd omdat de energie die in het proces wordt gebruikt oorspronkelijk van licht kwam. Dit proces van ATP-productie wordt niet-cyclische fotofosforylatie genoemd. De ATP die in dit proces wordt gegenereerd zal de energie leveren voor de synthese van glucose tijdens de Calvijn-cyclus (lichtonafhankelijke reacties).
5. wanneer een elektron de” bodem “van de elektronentransportketen bereikt, vult het een elektron” gat ” in het chlorofyl een molecuul in het reactiecentrum van fotosysteem I (P700). Het gat is ontstaan wanneer Lichtenergie een elektron van P700 naar de primaire elektronenacceptor van fotosysteem I drijft.
6. de primaire elektronenacceptor van fotosysteem I geeft de geëxciteerde elektronen door naar een tweede elektronentransportketen die ze doorstuurt naar een ijzerhoudend eiwit. Een enzymreactie brengt de elektronen van het eiwit naar NADP+ die NADPH vormt (die hoge chemische energie heeft als gevolg van de energie van de elektronen). NADPH is het reductiemiddel dat nodig is voor de synthese van glucose in de Calvijncyclus.

onder bepaalde omstandigheden nemen de fotoexciteerde elektronen een alternatief pad, cyclische elektronenstroom genaamd, dat gebruik maakt van fotosysteem I (P700)maar niet van fotosysteem II (P680). Dit proces produceert geen NADPH en geen O2, maar het maakt wel ATP.Dit wordt cyclische fotofosforylatie genoemd. De chloroplast verschuift naar dit proces wanneer de ATP-toevoer daalt en het niveau van NADPH stijgt. Vaak overschrijdt de hoeveelheid ATP die nodig is om de Calvin-cyclus te drijven wat in niet-cyclicphotofosforylation wordt geproduceerd. Zonder voldoende ATP, zal de Calvin cyclus vertragen of zelfs stoppen. De chloroplast zal cyclische fotofosforylering voortzetten totdat de ATP-toevoer is aangevuld. ATP wordt geproduceerd door chemiosmose in zowel cyclische als niet-cyclische photofosforylation.