reacții luminoase: Fotosistem I & II

1. când Fotosistemul ii absoarbe lumina, un electron excitat la un nivel de energie mai ridicat în clorofila Centrului de reacție (P680) este capturat de acceptorul primar de electroni. Clorofila oxidată este acum un agent oxidant foarte puternic; „gaura” sa electronică trebuie umplută.
2. o enzimă extrage electroni din apă și îi furnizează P680, înlocuind electronii pe care molecula de clorofilă i-a pierdut atunci când a absorbit energia luminii. Această reacție împarte o moleculă de apă în doi ioni de hidrogen și un atom de oxigen, care se combină imediat cu un alt atom de oxigen pentru a forma O2. Această divizare a apei este responsabilă pentru eliberarea O2 în aer.
3. fiecare electron fotoexcitat (energizat de lumină) trece de la acceptorul primar de electroni din fotosistemul II la fotosistemul I printr-un lanț de transport al electronilor. Acest lanț de transport de electroni este foarte similar cu cel din respirația celulară; cu toate acestea, proteinele purtătoare din cloroplast etc. sunt diferite de cele din mitocondrial etc.
4. pe măsură ce electronii se deplasează în lanț,”căderea” lor exergonică la un nivel de energie mai scăzut este valorificată de membrana tilacoidă pentru a produce ATP (prin chemiosmoză). Producția de ATP în cloroplast se numește fotofosforilare, deoarece energia valorificată în acest proces provenea inițial din lumină. Acest proces de producere a ATP se numește fotofosforilare non-ciclică. ATP generat în acest proces va furniza energia pentru sinteza glucozei în timpul ciclului Calvin (reacții independente de lumină).
5. când un electron ajunge la „fundul” lanțului de transport al electronilor, acesta umple o „gaură” de electroni în molecula de clorofilă a din Centrul de reacție al fotosistemului I (P700). Gaura a fost creată atunci când energia luminii conduce un electron de la P700 la acceptorul primar de electroni al fotosistemului I.
6. acceptorul primar de electroni al fotosistemului i transmite electronii excitați unui al doilea lanț de transport al electronilor care îi transmite unei proteine care conține fier. O reacție enzimatică transferă electronii de la proteină la NADP + care formează NADPH (care are o energie chimică ridicată datorită energiei electronilor). NADPH este agentul reducător necesar pentru sinteza glucozei în ciclul Calvin.

În anumite condiții, electronii fotoexcitați iau calea analternativă numită flux de electroni ciclici, care utilizează fotosistemul I (P700), dar nu fotosistemul II (P680). Acest proces nu produce NADPH și nici O2, dar face ATP.Aceasta se numește fotofosforilare ciclică. Cloroplastul trece la acest proces atunci când alimentarea cu ATP scade și nivelul NADPH crește. Adesea, cantitatea de ATP necesară pentru a conduce ciclul Calvin depășește ceea ce este produs în fotofosforilarea neciclică. Fără sufficientATP, ciclul Calvin va încetini sau chiar se va opri. Cloroplastul va continua fotofosforilarea ciclică până la alimentarea cu ATP. ATP este produs prin chimiosmoză atât în fotofosforilare ciclică, cât și neciclică.