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TL;DR

Nas reações fotossintéticas de luz, a clorofila absorve fótons e usa a energia para dividir a água, liberando O₂ e fornecendo elétrons que viajam através da cadeia de transporte de elétrons para gerar NADPH e ATP. Esses transportadores de energia alimentam o ciclo de Calvin, onde o CO₂ é fixado em carboidratos.

Como a água fornece elétrons para a fotossíntese

As plantas verdes dependem da clorofila para capturar a energia luminosa. Quando um fóton atinge uma molécula de clorofila, um de seus elétrons é excitado para um estado de energia mais elevado. Este elétron energizado é transferido para o aceptor primário de elétrons, iniciando a cadeia de transporte de elétrons que culmina na redução de NADP⁺ a NADPH.

Para repor o elétron perdido, a clorofila oxida as moléculas de água em um processo conhecido como fotólise. Cada molécula de água se divide em dois átomos de oxigênio, que se combinam para formar o gás O₂ liberado na atmosfera, e dois prótons (H⁺) mais dois elétrons. Os prótons entram no lúmen do tilacóide, criando um gradiente de prótons que alimenta a síntese de ATP via ATP sintase.

Assim, a água é o único doador de elétrons nas reações luminosas, e sua oxidação fornece tanto os elétrons necessários para a formação do NADPH quanto os prótons que impulsionam a produção de ATP.

O Ciclo de Calvin

Com a geração de NADPH e ATP, a planta entra no ciclo de Calvin, o conjunto de reações escuras que fixam o CO₂ atmosférico em açúcares. O NADPH doa elétrons para reduzir a ribulose-1,5-bifosfato (RuBP), enquanto o ATP fornece a energia para as etapas catalíticas. O resultado líquido é a síntese de um carboidrato com a fórmula empírica CH₂O, mais comumente glicose (C₆H₁₂O₆).

Embora o ciclo de Calvin prossiga sem luz, ele está fortemente acoplado às reações luminosas porque depende dos portadores de energia ali produzidos. O oxigênio liberado durante a fotólise é simultaneamente absorvido pela planta para a respiração celular, completando o ciclo energético.