Er treden lichtreacties op wanneer planten voedsel synthetiseren uit kooldioxide en water, waarbij specifiek wordt verwezen naar het deel van de energieproductie dat licht en water nodig heeft om elektronen te genereren die nodig zijn voor verdere synthese. Water levert de elektronen door te splitsen in waterstof- en zuurstofatomen. De zuurstofatomen worden gecombineerd tot een covalent gebonden zuurstofmolecuul van twee zuurstofatomen, terwijl de waterstofatomen waterstofionen worden met elk een reserve-elektron.

Als onderdeel van de fotosynthese geven planten zuurstof - als een gas - af aan de atmosfeer terwijl de elektronen en waterstofionen of protonen verder reageren. Deze reacties hebben niet langer licht nodig om door te gaan en staan in de biologie bekend als de donkere reacties. De elektronen en protonen passeren een complexe transportketen waardoor de plant de waterstof met koolstof uit de atmosfeer kan combineren om koolhydraten te produceren.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Lichtreacties - lichtenergie in aanwezigheid van chlorofyl - splitst water. Water splitsen in zuurstofgas, waterstofionen en elektronen produceert de energie voor het daaropvolgende elektron- en protonentransport en levert de energie om de suikers te produceren die de plant nodig heeft. Deze opeenvolgende reacties vormen de Calvin-cyclus.
Hoe water zorgt voor elektronen voor fotosynthese

Groene planten die fotosynthese gebruiken om energie voor groei te produceren, bevatten chlorofyl. Het chlorofylmolecuul is een belangrijk onderdeel van de fotosynthese omdat het in staat is energie uit licht te absorberen bij het begin van de lichtreacties. Het molecuul absorbeert alle kleuren licht behalve groen, wat het reflecteert, en daarom zien planten er groen uit.

Bij lichtreacties absorbeert een molecule van chlorofyl één foton van licht, waardoor een chlorofylelektron wordt overgebracht naar een hoger energieniveau. De geactiveerde elektronen van de chlorofylmoleculen stromen door een transportketen naar een verbinding die nicotinamide adenine dinucleotide fosfaat of NADP wordt genoemd. Chlorofyl vervangt vervolgens de verloren elektronen van watermoleculen. De zuurstofatomen vormen zuurstofgas, terwijl de waterstofatomen protonen en elektronen vormen. De elektronen vullen de chlorofylmoleculen aan en laten het fotosyntheseproces doorgaan.
De Calvin-cyclus

De Calvin-cyclus gebruikt de energie die wordt geproduceerd door de lichtreacties om de koolhydraten te maken die de plant nodig heeft. De lichtreacties produceren NADPH, wat NADP is met een elektron en een waterstofion en adenosinetrifosfaat of ATP. Tijdens de Calvin-cyclus gebruikt de plant NADPH en ATP om koolstofdioxide te fixeren. Het proces gebruikt de koolstof uit atmosferisch koolstofdioxide om koolhydraten in de vorm CH 2O te produceren. Een product van de Calvin-cyclus is glucose, C _{6H 12O 6.}

Het einde van de elektronentransportketen die planten de energie geeft om koolhydraten te vormen, vereist een elektronacceptor om te regenereren de uitgeputte ATP. Tegelijkertijd nemen planten wat zuurstof op in een proces dat ademhaling wordt genoemd. Bij ademhaling wordt zuurstof de uiteindelijke elektronenacceptor.

In gistcellen kunnen ze bijvoorbeeld ATP produceren zelfs in afwezigheid van zuurstof. Als er geen zuurstof beschikbaar is, kan er geen ademhaling plaatsvinden en deze cellen gaan een ander proces aan dat gisting wordt genoemd. Bij fermentatie zijn de uiteindelijke elektronenacceptoren verbindingen die ionen produceren, zoals de sulfaat- of nitraationen. In tegenstelling tot groene planten, vereisen dergelijke cellen geen licht en vinden de lichtreacties niet plaats.