S-Zustand-Mechanismus, ein Modell, das die während der Lichtreaktionen bei Organismen mit oxygener Fotosynthese auftretende Fotolyse des Wassers beschreibt. Es geht von fünf aufeinander folgenden Zuständen aus, die als S₀ bis S₅ bezeichnet werden und mit den zunehmend oxidierten Formen des Sauerstoff-entwickelnden Komplexes übereinstimmen ( vgl. Abb. ). Der Wechsel von einem Zustand zum nächsten wird durch die Absorption von Licht hervorgerufen. Dies bestätigten Experimente, in denen dunkeladaptierte Chloroplasten mit einer Serie kurzer Lichtblitze bestrahlt wurden. Nach dem ersten Blitz wird dabei wenig Sauerstoff freigesetzt, nach dem dritten Blitz und dann nach jedem vierten weiteren Blitz tritt maximale Sauerstoffentwicklung auf. Interessanterweise pendelt sich die Ausbeute nach ca. 20 Blitzen auf einen Wert ein. Diese erstaunliche Beobachtung wird damit erklärt, dass die Synchronisierung der Fotosysteme aufgrund von Fehlreaktionen verloren geht. Im Dunkeln sind die Zustände S₂ und S₃ instabil; sie zerfallen in den dunkelstabilen Zustand S₁. Im Dunkeln liegen somit 75 % der Komplexe im S₁-Zustand vor und 25 % im S₀. Dunkeladaptierte Chloroplasten produzieren deshalb beim ersten Bestrahlungszyklus nach bereits drei Blitzen den meisten Sauerstoff.

S-Zustand-Mechanismus: Modell der verschiedenen S-Zustände, die durch die Absorption von Photonen durch das Fotosystem II (Zickzackpfeile) ineinander überführt werden. S₄ ist instabil und reagiert mit zwei Wassermolekülen unter Bildung von Sauerstoff (O₂)