La fase luminosa
Nella fase luminosa, la luce del sole viene convertita in energia chimica. Questo processo coinvolge diversi complessi proteici.
Piante e alghe contengono due complessi fotosintetici separati: fotosistema I e II. I due fotosistemi contengono diverse molecole di pigmento che assorbono specifiche lunghezze d'onda della luce. Queste molecole di pigmento agiscono come un imbuto; i pigmenti assorbono la luce del sole e trasferiscono l'energia di eccitazione alla molecola di pigmento vicina fino a raggiungere il fondo dell'imbuto, il centro di reazione.
Il centro di reazione comprende diverse molecole che permettono la conversione dell'energia di eccitazione in un flusso di elettroni. Gli elettroni sono spinti fuori da una delle molecole di clorofilla del centro di reazione e vengono rapidamente assorbiti dalle molecole vicine.
Nel fotosistema II, questo elettrone viene usato per ridurre una molecola trasportatrice chiamata plastochinone. Quest'ultimo prende due elettroni e due protoni e trasferisce gli elettroni al complesso successivo nella catena di trasporto degli elettroni.
Il complesso di trasformazione dell'ossigeno si trova proprio accanto alle due clorofille del centro di reazione del fotosistema II. Questa struttura catalizza la reazione di scissione dell'acqua. La reazione di scissione dell'acqua è essenziale per sostituire l'elettrone della clorofilla e mantenere in funzione la catena di trasporto degli elettroni. Il complesso di scissione dell'ossigeno rompe l'acqua in ossigeno molecolare, protoni ed elettroni. I protoni si diffondono nel lume del tilacoide, dove si accumulano. Per ogni due molecole d'acqua che vengono scisse, viene prodotta una molecola di ossigeno. L'ossigeno è fondamentalmente il prodotto di scarto della fotosintesi.
Questa è l'equazione chimica per la fase luminosa:
2 H2O + 2 NADP+ + nADP + nPi → O2 + 2 NADPH + 2 H+ + nATP