Reacciones luminosas
   
   

Las reacciones luminosas usan la energía luminosa para producir ATP y NADPH. La moléculas que intervienen en esta función se encuentran dentro de la membrana de los tilacoides, los cuales están constituidos por dos complejos llamados fotosistema I (FSI) y fotosistema II (FSII). Cada fotosistema tiene moléculas de clorofila, junto con otras moléculas y proteínas. Una molécula de clorofila de cada fotosistema se encuentra en una región llamada el centro de reacción, donde la energía absorbida de la luz inicia la transferencia de los electrones a otras moléculas.

Juntos, el FSI y el FSII mueven los electrones del agua al NADP+, formando NADPH. La absorción de la luz excita un electrón del centro de reacción del FSI a un mayor nivel de energía. Una molécula captura al electrón de alta energía y por medio de la cadena de transporte lo pasa al NADP+. El electrón perdido del FSI es reemplazado por un electrón transferido del FSII por otra cadena de transporte de electrones. El FSII reemplaza sus electrones extrayéndolos de las molécula del agua, dejando como producto el oxígeno.

La membrana tilacoide usa el flujo de electrones a través de una cadena de transporte entre el FSII y FSI para bombear iones de hidrogeno (protones) del estroma dentro del tilacoide. Esto genera una energía potencial en la forma de un gradiente de ion hidrógeno, con la concentración de H+ en el tilacoide. El ATP se produce de ADP y fosfato inorgánico. Este mecanismo de síntesis de ATP se conoce como fotofosforilación.

Cuando el FSI y el FSII participan de las reacciones luminosas, se le llama fotofosforilación no cíclica, debido a que los electrones fluyen continuamente del agua al NADP+ sin ser reciclados. Los cloroplastos también llevan a cabo una variación de las reacciones luminosas llamada fotofosforilación cíclica, donde el FSI y la cadena de transporte de electrones se reciclan sin la participación del FSII. El flujo cíclico de electrones genera un gradiente de H+ para la síntesis del ATP pero no produce NADPH.

Esto puede parecer confuso, hasta que se activan las animación cíclicas y no cíclicas y se sigue a los electrones (las esferas rojas). (En la animación hay una simplificación al mostrar un H+ transportado por cada ATP sintetizado; el número actual es de 2-3 H+ por ATP.)