Fotosintesi

Fotosintesi

Fotosintesi è essenzialmente un processo di ossidoriduzione. La CO₂ è l’agente ossidante che, in una cellula vegetale, è ridotto a formare glucosio. Uno dei prodotti finali della fotosintesi è l’ossigeno: ciascuna molecola di ossigeno si forma dalla rottura delle molecole d’acqua, processo dovuto all’assorbimento della luce (fotolisi).

Reazioni della fotosintesi

Gli eventi della fotosintesi possono essere divisi in due serie di reazioni:

• Reazioni dipendenti dalla luce o fase luminosa: l’energia solare viene assorbita e convertita in energia chimica sotto forma di ATP e NADPH.
• Reazioni indipendenti dalla luce o fase oscura o ciclo di Calvin: dalla CO₂ si sintetizza glucosio utilizzando l’energia immagazzinata nell’ATP e nel NADPH sintetizzati durante la fase luminosa.

Fase luminosa

La luce viaggia in pacchetti di energia detti “fotoni”. L’assorbimento della luce è il primo passo del processo fotochimico. Quando un fotone viene assorbito, un elettrone assume energia sufficiente per passare da un orbitale ad energia minore ad uno ad energia maggiore (stato eccitato). La fotosintesi avviene quando l’elettrone rilascia questa energia acquisita ad un accettore, che nel caso delle piante è la clorofilla, pigmento contenente un cromoforo, un gruppo chimico capace di assorbire luce ad una determinata lunghezza d’onda.

La clorofilla assorbe principalmente nel rosso e nel blu, per questo ci appare verde. I carotenoidi sono pigmenti accessori che proteggono l’apparato fotosintetico dalle specie reattive dell’ossigeno. Le molecole di clorofilla sono aggregate a formare i fotosistemi, insiemi di molecole di pigmenti disposti in modo da circondare una molecola di clorofilla “a” trappola. Si distinguono un fotosistema I e un fotosistema II.

L’energia del fotone viene captata dal fotosistema e passata alla clorofilla centrale. Infatti, solo clorofilla a è in grado di passare ad uno stato eccitato (centro di reazione → attiva la fotosintesi), le molecole che captano sono molecole antenna. Grazie all’energia assorbita si ha la fotolisi dell’acqua: tramite OEC (complesso evolvente ossigeno) associato al fotosistema II essa si scinde in 2 H⁺, 1 elettrone e 1 ossigeno. Gli elettroni liberati dalla clorofilla del fotosistema II vengono immessi in una catena di trasporto: l’energia persa dagli elettroni durante il trasporto viene usata per pompare H⁺ dallo stroma all’interno del lume del tilacoide, creando un gradiente protonico.