The light phase of photosynthesis is a key energy process in higher plants. Its purpose is to convert light energy into chemical one stored in ATP and NADPH molecules, which are then used to assimilate CO2 and in numerous metabolic processes. Maintaining optimal photosynthesis performance requires strict regulation of thylakoid membranes organization and rapid response to changing environmental conditions. The main factor affecting photosynthesis is light, which, if applied in excessive amounts, leads to a slowdown in the process. Therefore, plants have developed many protective mechanisms regulating the light reactions of photosynthesis and operating at the level of light energy absorption, electron transport, and the distribution and use of reducing power. These include, among others: (i) non-photochemical energy quenching regulating the amount of excitation energy delivered to the photosystems; (ii) ‘state transition’ process redistributing excitation energy between photosystems; (iii) redundant electron transport pathways responsible for maintaining redox balance in chloroplasts. All these mechanisms, in combination with antioxidant systems, are designed to maintain the function of the photosynthetic apparatus in adverse growth conditions.
Faza świetlna fotosyntezy jest kluczowym procesem energetycznym u roślin wyższych. Jej celem jest konwersja energii świetlnej w energię chemiczną w postaci ATP i NADPH, które są następnie wykorzystywane do asymilacji CO2 oraz szeregu innych procesów metabolicznych. Utrzymanie optymalnej wydajności procesu fotosyntezy wymaga ścisłej regulacji organizacji błon tylakoidów i szybkiego reagowania na zmienne warunki środowiska. Głównym czynnikiem wpływającym na wydajność fotosyntezy jest światło, które w zbyt wysokim natężeniu prowadzi do spowolnienia procesu. Dlatego rośliny wykształciły szereg mechanizmów ochronnych regulujących reakcje świetlne fotosyntezy i działających na poziomie absorpcji energii świetlnej, transportu elektronów oraz dystrybucji i wykorzystania siły redukcyjnej. Należą do nich m. in.: (i) niefotochemiczne wygaszanie energii regulujące ilość dostarczanej energii wzbudzenia; (ii) proces przejścia stanów redystrybuujący ją pomiędzy fotosystemami; (iii) redundantne szlaki transportu elektronów odpowiadające za utrzymanie równowagi redoks w chloroplastach. Wszystkie te mechanizmy, w połączeniu z systemami antyoksydacyjnymi, mają na celu utrzymanie funkcji aparatu fotosyntetycznego w niesprzyjających warunkach wzrostu.