1)La fotosintesi può quindi essere definita come una reazione di ossido-riduzione, in cui il
carbonio della CO2 viene ridotto a materiale organico a spese dell'acqua che viene ossidata
ad ossigeno che si libera come gas.
2)La captazione della luce avviene a livello delle membrane tilacoidali dei cloroplasti, dove
sono localizzati i pigmenti fotosintetici organizzati in due fotosistemi, ognuno con un centro
di reazione, che ha il compito di raccogliere l'energia radiante catturata dalle altre molecole
cromofore.
Quindi ogni pigmento capta la luce come un'antenna e trasferisce l'energia alle molecole
vicine fino a che questa non giunge al centro di reazione, costituito da clorofille particolari,
indicate con P 680 nel fotosistema II e P 700 nel fotosistema I, in relazione alla lunghezza
d'onda maggiormente assorbita.
Il centro di reazione P680, raggiunto lo stato eccitato, torna al suo stato fondamentale
cedendo elettroni a uno specifico accettore, che attraverso una complessa catena di
trasportatori (citocromi e plasto-chinoni), giungono al fotosistema I; il centro di reazione P
700 li raccoglie e li convoglia a una proteina, la ferredoxina, che ossidandosi li cede al
NADP* producendo NADPH.
Il centro di reazione del fotosistema II riacquista l'elettrone perso attraverso la reazione di
scissione dell'acqua in ossigeno e idrogeno e la ionizzazione di quest'ultimo in H ed
elettroni:
2H20 →4H*+O2+4e-
Il flusso di elettroni dal fotosistema II al fotosistema I, lungo la catena di trasporto, insieme
alla fotolisi dell'acqua genera un gradiente di concentrazione di H* tra il lume dei tilacoidi e lo
stroma del cloroplasto, che viene sfruttato per la produzione di ATP (chemiosmosi).
In sintesi durante la fase luminosa, attraverso l'assorbimento dell'energia solare e la fotolisi
dell'acqua, si ha la produzione di ATP e NADPH, che verranno poi sfruttati nella fase
successiva per la sintesi di composti organici.
L'emissione di O, per scissione dell'acqua è per gli organismi fotoautotrofi un effetto
secondario, ma non lo è certo per tutti gli organismi aerobi, che necessitano di questo
elemento per vivere.
Le molecole di ATP e NADPH prodotte nella fase luminosa vengono utilizzate nella fase
successiva, indipendente dalla luce, per la riduzione della CO, a carbonio organico,
attraverso il ciclo di Calvin (o
ciclo C3).
In questa complessa sequenza di reazioni la fissazione dell'anidride carbonica avviene ad
opera del ribulosio-1,5-difosfato, che, dopo una serie di reazioni, viene ciclicamente
rigenerato liberando una molecola di gliceraldeide-3-fosfato; quest'ultima darà poi il via alla
sintesi di altre molecole organiche, tra cui il glucosio.
Per ottenere una molecola di gliceraldeide-3-fosfato (3C sono necessari tre cicli completi,
mentre ne servono sei per la sintesi di glucosio (6C).
3)La luce solare è una radiazione elettromagnetica proveniente dal Sole, descritta da un
campo di lunghezza d'onda e dal suo contenuto energetico. Ciò che interessa per la
fotosintesi (e anche per la nostra stessa visione) è quella che si chiama luce bianca, o luce
visibile. La luce visibile ha un campo di lunghezza d'onda che va dai 400 ai 700 nm. I colori
che costituiscono la luce si possono suddividere in una successione di bande colorate, detta
spettro elettromagnetico. Lo spettro della luce va dal violetto al rosso, con un contenuto
energetico che mano a mano diminuisce.
