Ljusreaktioner: fotosystem I & II

1. när fotosystem II absorberar ljus fångas en elektron upphetsad till en högre energinivå i reaktionscentrets klorofyll (P680) av den primära elektronacceptorn. Den oxiderade klorofyllen är nu ett mycket starkt oxidationsmedel; dess elektron ”hål” måste fyllas.
2. ett enzym extraherar elektroner från vatten och levererar dem till P680, ersätter de elektroner som klorofyllmolekylen förlorade när den absorberade ljusenergi. Denna reaktion delar upp en vattenmolekyl i två vätejoner och en syreatom, som omedelbart kombineras med en annan syreatom för att bilda O2. Denna uppdelning av vatten är ansvarig för utsläpp av O2 i luften.
3. varje fotoexciterad elektron (energiserad av ljus) passerar från den primära elektronacceptorn i fotosystem II till fotosystem I via en elektrontransportkedja. Denna elektrontransportkedja är mycket lik den i cellulär andning; bärarproteinerna i kloroplast ETC skiljer sig emellertid från de i mitokondriella etc.
4. när elektronen rör sig ner i kedjan utnyttjas deras exergoniska”fall” till en lägre energinivå av tylakoidmembranet för att producera ATP (genom kemiosmos). Produktionen av ATP i kloroplasten kallas fotofosforylering eftersom den energi som utnyttjades i processen ursprungligen kom från ljus. Denna process av ATP-produktion kallas icke-cyklisk fotofosforylering. ATP som genereras i denna process kommer att ge energi för syntes av glukos under Calvin-cykeln (ljusoberoende reaktioner).
5. när en elektron når” botten ”av elektrontransportkedjan fyller den ett elektron” hål ” i klorofyllen en molekyl i reaktionscentret för fotosystem I (P700). Hålet skapades när ljusenergi driver en elektron från P700 till den primära elektronacceptorn av fotosystem I.
6. den primära elektronacceptorn för fotosystem I passerar de upphetsade elektronerna till en andra elektrontransportkedja som överför dem till ett järnhaltigt protein. En enzymreaktion överför elektronerna från proteinet till NADP+ som bildar NADPH (som har hög kemisk energi på grund av elektronernas energi). NADPH är reduktionsmedlet som behövs för syntesen av glukos i Calvin-cykeln.

under vissa förhållanden tar de fotoexciterade elektronerna analternativ väg som kallas cykliskt elektronflöde, som använder fotosystem I (P700)men inte fotosystem II (P680). Thisprocess producerar ingen NADPH och ingen O2, men det gör ATP.Detta kallas cyklisk fotofosforylering. Kloroplasten skiftar till denna process när ATP-tillförseln sjunker och NADPH-nivån stiger. Ofta överstiger mängden ATP som behövs för att driva Calvin-cykeln vad som produceras i icke-cyklicfotofosforylering. Utan tillräckligtatp kommer Calvin-cykeln att sakta eller till och med sluta. Kloroplasten fortsätter cyklisk fotofosforylering tills ATP-utbudet har fyllts på. ATP produceras genom kemiosmos i både cyklisk och icke-cykliskfotofosforylering.