چگونگی تبدیل نور به انرژی توسط فتوسیستم ها
تصور می شود که واحدهای فتوسنتزی بیش از سه میلیارد سال پیش در باکتری هایی مشابه با باکتری های گوگردی تکامل یافته اند در این باکتری ها، جذب یک فوتون نور در طیف جذبی 870 نانومتر به وسیله فتوسیستم به انتقال یک الکترون پر انرژی در امتداد یک زنجیره انتقال الکترون منتج می شود که در نهایت با یک پروتون به شکل اتم هیدروژن، متحد می شود.
در باکتری های گوگردی پروتون از سولفید هیدروژن تأمین می شود که گوگرد اصلی را به عنوان یک محصول فرعی آزاد می کند. در باکتری هایی که بعداً تکامل یافته و نیز در گیاهان و جلبک ها، پروتون از آب تأمین می شود و اکسیژن به عنوان محصول فرعی آزاد می شود.
در گیاهان دو فتوسیستم، فتوسیستم II و فتوسیستم I در ارتباط با هم و به طور ترتیبی عمل می کنند. در ابتدا، فوتون نور، الکترون پر انرژی را از فتوسیستم های I و II خارج می کند، الکترون فتوسیستم II برای پمپ پروتون از میان غشاء مورد استفاده قرار می گیرد که به طور شیمایی برای تولید مولکول ATP شرکت می کند.
الکترون خارج شده در امتداد زنجیرهای از ناقلان به فتوسیستم I می رسد و کمبود الکترون فتوسیستم I جبران می شود. الکترون پر انرژی خارج شده از فتوسیستم I برای تولید NADPH مصرف می شود.
فتوسیستم II با الکترون های به دست آمده از شکافتگی آب دوباره تأمین و شارژ می شود. این دو فرایند فتوفسفوریلاسیون غیر چرخه ای نامیده می شود. زیرا الکترون های خارج شده از فتوسیستم به فتوسیستم بر نمی گردند بلکه به NADPH ختم می شوند. فتوسیستم II در ابتدا عمل می کند.
الکترون های پر انرژی تولید شده به وسیله این فتوسیستم برای ساخت ATP مورد استفاده قرار می گیرند. سپس عملکرد فتوسیستم I با دریافت الکترون از فتوسیستم II و خروج الکترون پر انرژی از آن به تولید NADPH و کمی بیش از یک مولکول ATP تولید می شود.
