1. Lichte energie vastleggen:

* chlorofyl: Het primaire pigment in fotosynthese absorbeert lichte energie, voornamelijk in de rode en blauwe golflengten.

* fotosystemen: Chlorofyl is georganiseerd in complexe structuren genaamd Photosystems (fotosysteem I en fotosysteem II). Deze systemen zijn ingebed in de thylakoïde membranen van chloroplasten.

2. Watersplitsing:

* fotosysteem II: Wanneer lichte energie wordt geabsorbeerd door fotosysteem II, worden elektronen in chlorofylmoleculen bekrachtigd.

* Wateroxidatie: Deze bekrachtigde toestand zorgt ervoor dat fotosysteem II elektronen uit watermoleculen trekt. Dit proces wordt fotolyse genoemd.

* Oxygen -afgifte: Het splitsen van water geeft zuurstof vrij als bijproduct:

2h₂o → 4h⁺ + 4e⁻ + o₂

3. Elektronentransport:

* elektronenstroom: De elektronen die uit water worden vrijgegeven, worden door een keten van elektronendragers binnen het thylakoïde membraan geleid.

* Energie -release: Terwijl elektronen door deze ketting bewegen, geven ze energie vrij, die wordt gebruikt om protonen (H⁺) van het stroma (de ruimte buiten de thylakoïde) in het thylakoïde lumen te pompen.

4. ATP -productie:

* protongradiënt: Het pompen van protonen creëert een concentratiegradiënt over het thylakoïde membraan, met een hogere concentratie protonen in het lumen.

* ATP -synthase: Deze gradiënt drijft de beweging van protonen terug over het membraan door een eiwitcomplex dat ATP -synthase wordt genoemd.

* ATP -synthese: De energie van deze protonenstroom wordt gebruikt om ADP te converteren naar ATP (adenosine trifosfaat), wat de primaire energievaluta van cellen is.

Samenvattend:

De lichtafhankelijke reacties van fotosynthese maken gebruik van lichte energie om watermoleculen te splitsen, waardoor zuurstof als bijproduct wordt vrijgelaten. De energie uit dit proces wordt gebruikt om een protongradiënt te creëren die de productie van ATP aandrijft, die de calvijncyclus (de lichtonafhankelijke reacties) voedt waar koolstofdioxide wordt omgezet in suikers.