Lichtreacties doen zich voor wanneer planten voedsel synthetiseren uit koolstofdioxide en water, en specifiek verwijzen naar het deel van de energieproductie dat licht en water vereist om elektronen te genereren die nodig zijn voor verdere synthese. Water levert de elektronen door zich 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 fotosynthese geven planten zuurstof af - als een gas - in de atmosfeer, terwijl de elektronen en waterstofionen of protonen verder reageren. Deze reacties hebben niet langer licht nodig om door te gaan, en zijn in de biologie bekend als de donkere reacties. De elektronen en protonen passeren een complexe transportketen waardoor de plant de waterstof kan combineren met koolstof uit de atmosfeer 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 daaropvolgend elektronen- 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 elektronen levert voor fotosynthese

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

In lichtreacties absorbeert een molecule chlorofyl één foton van licht, waardoor een chlorofyl-elektron 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 dan de verloren elektronen uit 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 kooldioxide te fixeren. Het proces gebruikt de koolstof uit atmosferisch koolstofdioxide om koolhydraten van de vorm CH _{20 te produceren. Een product van de Calvin-cyclus is glucose, C 6H 12O <6>.}

Het einde van de elektronentransportketen dat planten de energie geeft om koolhydraten te vormen vereist een elektronenacceptor om te regenereren de uitgeputte ATP. Op hetzelfde moment dat ze fotosynthese uitvoeren, absorberen planten wat zuurstof in een proces dat ademhaling wordt genoemd. In de ademhaling wordt zuurstof de uiteindelijke elektronenacceptor.

In gistcellen kunnen ze bijvoorbeeld ATP produceren zonder zuurstof. Als er geen zuurstof beschikbaar is, kan er geen ademhaling plaatsvinden en deze cellen nemen deel aan een ander proces dat fermentatie 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