Fotosentez 2 aşamada gerçekleşir. Birinci aşamada güneş enerjisinden atp üretilir, ikinci aşamasında ise üretilen atpler besin sentezinde kullanılır. Birinci aşamaya ışığa bağımlı tepkimeler denir. İkinci aşamaya ise ışıktan bağımsız tepkimeler denir.


Işığa bağımlı tepkimeler
Işık bu tepkimelerin başlaması için gereklidir. Bu evrede fotofosforilasyon gerçekleşir. Yani ışık enerjisiyle (ets elemanları yardımıyla) atp sentezlenir. Fotofosforilasyon tepkimeleri; devirli fotofosforilasyon ve devirsiz fotofosforilasyon olmak üzere 2 şekilde gerçekleşebilir.

A) Devirsiz fotofosforilasyon


Fotosistem 2’de bulunan anten kompleksinin ışığı soğurup klorofile aktarmasıyla klorofilden elektron kopar. Kopan elektron ilk elektron tutucusu tarafından tutulur. Tutulan elektronlar ETS elemanlarına aktarılır. ETS elemanları bu elektronu indirgenme-yükseltgenme tepkimelerine göre alır ve verirler. Bu alış-veriş esnasında ATP sentezlenir. Ets ile taşınmış elektron Fotosistem 1’e gelir ve fotosistem-1 de oluşan elektron eksikliğini kapatır.

Fotosistem-2 de bunlar gerçekleşirken fotosistem-1’de de ışık soğrulur ve ilk elektron alıcısına aktarılır. Daha sonra elektron ferradoksin’e aktarılır. Ferrodoksin ise aldığı elektronu bir enzime aktarır ve enzim sayesinde (stromada hazır bekleyen) NADP molekülü NADPH molekülüne dönüşür.

Fotosistem-2 kendi elektron açığını, suyun iyonlaştırılması sırasında açığa çıkan elektronu kullanarak kapatır. Böylece iki fotosistem de elektronlarını korumuş olur. Fotosistem-2 den çıkan elektron tekrar fotosistem-2’ye dönmediği için bu tepkimelere devirsiz fotofosforilasyon tepkimesi denmektedir.

Bitki ışığa bağımsız tepkimelerde kullanılmak için ihtiyaç duyduğu atpleri uygun şartlar sağlandığı zaman devirsiz fotofosforilasyon tepkimeleri ile üretebilir. Bitki, bir glikoz molekülü üretmek için gereken atp enerejisini 12 defa devirsiz fotofosforilasyon yaparak karşılayabilir.

B) Devirli Fotofosforilasyon


Bu fotofosforilasyon türünde sadece Fotosistem 1 ve ets elemanları kullanılır. Suyun fotolizi bu tepkimelerde gerçekleşmez. Aynı zamanda NADPH2 üretimi de görülmez. O yüzden bu tepkime çeşidini bitki ihtiyaç görürse yapar.

İlk elektron alıcısı tuttuğu elektronu ferrodoksine aktarır. Daha sonra elektron “ferrodoksin–>sitokrom kompleksi–>plastosiyonin–>Fotosistem 1” yolunu izler. Fotosistem-1’den çıkan elektron tekrar fotositem-1’e geldiği için bu tepkimelere devirli fotofosforilasyon tepkimeleri denir.

Işığa bağımsız tepkimeler
Bu evrede atmosferden alınan CO2 ile ışığa bağımsız evrede üretilen NADPH ve atpler belirli tepkimelerden geçerek glikoz sentezlenir. Enzimatik bir reaksiyondur.


Işığa bağımsız evrede 1 tane glikoz üretebilmek için ışığa bağımlı evre tepkimelerinden 18 ATP ve 12 NADPH gerekmektedir. 1 glikozda 6 karbon olduğuna göre; bu sayıları 6 ya bölersek şu sonucu buluruz; 1 CO2’nin kullanılması (tüketilmesi) için 3 ATP ve 2 NADPH2 gerekmektedir.

Not: Işığa bağımsız tepkime; karanlıkta gerçekleşen tepkime anlamına gelmemektedir. Bu tepkimelerin gerçekleşmesi için ışığa ihtiyaç duyulmadığından ışığa bağımsız tepkimeler denmiştir.