La photosynthèse est le processus par lequel des bactéries, des protistes et toutes les plantes synthétisent des aliments du rayonnement solaire, le dioxyde de carbone et eau. Ce processus est souvent divisé en deux séries de réactions appelées réactions dépendant de la lumière et les réactions de lumière indépendantes. Les réactions dépendant de la lumière transforment l'énergie lumineuse en énergie chimique utilisable stockée dans les molécules d'ATP (adénosine triphosphate) et NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate). L'oxygène est un sous-produit des réactions dépendantes de la lumière.
La production globale de réactions dépendant de la lumière
Le but principal de réactions dépendant de la lumière est de fournir l'énergie pour la fixation du carbone qui se produit dans les réactions de lumière indépendantes suivantes. La source de cette énergie est la lumière. réactions dépendant de la lumière peuvent être résumées comme transformant 12 molécules d'eau, 12 NADP + et 18 phosphates en six molécules d'oxygène + 12 NADPH + 18 ATP en présence de lumière.
La production d'oxygène
réactions dépendant de la lumière de la photosynthèse commencent par un photon de pigments frappants légers dans le photosystème - un arrangement complexe de pigments qui transfère l'énergie lumineuse à un électron. Le pigment central photosystèmes est la chlorophylle, qui transfère un électron excité à une chaîne de transport d'électrons suivant. Un complexe de magnésium au sein de la chlorophylle remplace les électrons perdus à partir de molécules d'eau. Étant donné que les molécules d'eau sont extraits d'électrons, ils forment de l'oxygène gazeux et des protons. Tous les quatre électrons retirés produit une molécule d'oxygène à partir de deux molécules d'eau. L'oxygène est libéré comme sous-produit.
ATP production
Après avoir quitté le photosystème, l'électron excité se déplace à travers une chaîne de transport d'électrons qui utilise l'énergie de l'électron pour concentrer les protons sur un côté d'une membrane, ce qui crée un gradient de protons. Les protons descendent leur pente à travers des canaux dans la membrane formée par une enzyme appelée l'ATP synthase. Cette enzyme utilise le flux de protons pour attacher un groupe phosphate à une molécule d'adénosine diphosphate (ADP) pour former l'ATP. ATP fournit l'énergie nécessaire pour les réactions de lumière indépendantes de la photosynthèse, au cours de laquelle le dioxyde de carbone est fixé dans des molécules organiques.
NADPH production
La présence d'un deuxième type de photosystème permet aux organismes d'effectuer photophosphorylation cyclique ou non cyclique. En photophosphorylation cyclique, le second photosystème redynamise l'électron et est renvoyé à travers la chaîne de transport d'électrons pour faire plus d'ATP. En photophosphorylation non cyclique, l'électron redynamisée est utilisé pour convertir NADP + en NADPH. NADPH est une molécule porteuse d'énergie nécessaire avec l'ATP dans les réactions de lumière indépendants. Cette jonction dans le processus permet aux plantes de faire NADPH ou pour effectuer d'autres ATP au besoin ou si insuffisante NADP + est disponible.