光合作用

电子传递

PS II中的反应中心吸收680 nm波长的红光。这导致电子被激发并跃迁到离原子核更远的轨道上。这些电子被电子受体接收并发送到由细胞色素组成的电子传输系统。

从氧化还原电位的角度来看，电子的运动是向下的。电子在通过电子传递链时不会被耗尽。它们被传递到PS I的色素中。

同时，PS I反应中心的电子在接收到波长为700 nm的红光时也会被激发。然后它们被转移到另一个具有更大氧化还原电位的受体分子上。

Z方案:然后这些电子再次向下移动，到达能量丰富的NADP分子⁺．这些电子的加入减少了NADP⁺以NADPH⁺H⁺．电子从PS II到受体，再到PS I，再到另一个受体，最后到NADP+的整个转移过程被称为Z模式，因为它的特征形状。

水的分裂

水被分解成H⁺， [O]和电子。水的分裂与PS II有关。这就产生了氧气。光系统II提供从PS I中移除的电子的替代品。

2 h₂O→4h⁺+ O₂+ 4 e^-

循环和非循环光磷酸化

在光照下由ADP和无机磷酸盐合成ATP被称为光磷酸化。
当两个光系统串联工作时;先是PS II，然后是PS I;一个叫做非循环光磷酸化的过程发生了。
当只有PS I有功能时，电子在光系统内循环，电子的循环流动导致磷酸化。间质层是磷酸化的可能部位。基质层缺乏PS II和NADP还原酶。被激发的电子不会传递给NADP⁺但又循环回到PS I复合体。因此，循环流动只导致ATP的合成，而不是NADPH的合成⁺H⁺．当波长超过680 nm的光可用于激发时，也会发生循环光合作用。

化学渗透假说的假说

ATP在叶绿体中的合成可以用化学渗透假说来解释。它发生在呼吸作用中，光合作用中ATP合成的发生是因为质子梯度穿过膜，即类囊体膜。在类囊体膜上质子梯度的发展涉及以下步骤。

当电子通过光系统时，质子被穿过膜。电子的主要受体位于膜的外侧。它的电子不是转移到电子载体上而是转移到H载体上。因此，它在传输电子的同时从基质中移走了一个质子。当电子被传递到膜内侧的电子载体时，质子被释放到膜内侧或管腔侧。

NADP还原酶位于膜的基质一侧。质子对于NADP的还原也是必要的⁺以NADPH⁺H⁺．这些质子也从基质中被移出。

因此，基质中的质子数量减少并积聚在腔内。这导致在类囊体膜上形成质子梯度。此外，腔内的pH值有可测量的降低。

这种梯度的分解导致能量的释放。质子穿过膜到基质的运动导致这种梯度的破坏。质子的运动是通过atp酶F0的跨膜通道进行的。

atp酶由两部分组成。其中一部分被称为F0，并嵌入膜中。这形成了一个跨膜通道，促进了质子在膜上的扩散。另一部分叫做F1。它突出于腔体侧类囊体膜的外表面。

梯度的分解提供了足够的能量来引起ATP酶F1粒子的变化，从而导致合成几个能量填充的ATP分子。

综上所述，化学渗透需要膜、质子泵、质子梯度和atp酶。能量被用来泵质子穿过膜，在类囊体膜内形成质子梯度。atp酶有一个通道。这个通道允许质子穿过细胞膜扩散回去。质子的扩散释放出足够的能量来激活atp酶。ATP酶催化ATP的形成。NADPH和ATP用于发生在基质中的生物合成反应。这个反应负责固定CO₂以及糖的合成。