Fotosynteza — faza świetlna (PSII, PSI, ATP)

Dwuwarstwa fosfolipidowa stanowi barierę dla jonów i większości cząsteczek polarnych, ale przepuszcza małe cząsteczki niepolarne. Białka błonowe pełnią funkcję kanałów, przenośników, pomp, receptorów i enzymów.

Dyfuzja prosta i wspomagana zachodzą zgodnie z gradientem elektrochemicznym i nie wymagają bezpośredniego nakładu ATP. Transport aktywny przenosi substancję wbrew gradientowi, wykorzystując energię ATP lub energię gradientu innego jonu.

Osmoza jest ruchem wody przez błonę półprzepuszczalną do roztworu o niższym potencjale wody. W komórce roślinnej napływ wody zwiększa turgor, a w roztworze hipertonicznym utrata wody może wywołać plazmolizę.

Kompartmentacja rozdziela reakcje w przestrzeni i pozwala utrzymywać odmienne warunki w organellach. Jądro przechowuje DNA, rybosomy syntetyzują białka, RER modyfikuje białka wydzielnicze i błonowe, a aparat Golgiego je sortuje.

Mitochondria i chloroplasty mają podwójną błonę, koliste DNA, rybosomy podobne do bakteryjnych i dzielą się przez przewężenie. Cechy te wspierają teorię ich endosymbiotycznego pochodzenia.

Lizosomy zawierają hydrolazy działające w kwaśnym środowisku, peroksysomy utleniają wybrane substraty i rozkładają H₂O₂, a wakuola roślinna magazynuje substancje i utrzymuje turgor.

Metabolizm obejmuje szlaki kataboliczne, które rozkładają związki i uwalniają energię, oraz anaboliczne, które zużywają energię do syntezy. ATP sprzęga procesy egzoergiczne z endoergicznymi przez przenoszenie grupy fosforanowej.

Enzym stabilizuje stan przejściowy i obniża energię aktywacji, nie zmieniając ΔG ani położenia równowagi. Swoistość wynika z przestrzennego i chemicznego dopasowania centrum aktywnego do substratu.

Aktywność enzymu zależy od temperatury, pH, stężenia substratu i inhibitorów. Inhibitor kompetycyjny konkuruje o centrum aktywne, a niekompetycyjny obniża aktywność przez związanie w innym miejscu.

W błonach tylakoidów chlorofil fotosystemu II pochłania światło, a elektrony są uzupełniane dzięki fotolizie wody. Przepływ elektronów przez łańcuch transportowy napędza pompowanie protonów do wnętrza tylakoidu.

Powrót H⁺ przez syntazę ATP umożliwia fotofosforylację. Fotosystem I ponownie wzbudza elektrony, które redukują NADP⁺ do NADPH. Tlen cząsteczkowy jest produktem fotolizy wody.

W stromie chloroplastu RuBisCO przyłącza CO₂ do RuBP. Cykl Calvina zużywa ATP i NADPH do syntezy trioz oraz regeneracji RuBP; nie jest bezpośrednio napędzany światłem, ale zależy od produktów fazy jasnej.