FOTOSINTESI
La fotosintesi è il processo attuato dagli organismi autotrofi per produrre glucosio a partire da
acqua e diossido di carbonio (anidride carbonica), utilizzando come fonte di energia la luce solare
assorbita da un particolare pigmento fotosensibile, la clorofilla.
La fotosintesi si svolge all'interno dei cloroplasti, nei quali si trovano due varietà del pigmento
verde clorofilla, la clorofilla a e la clorofilla b, sensibili a due lunghezze d'onda leggermente
diverse. Entrambi i tipi di clorofilla sono in grado di assorbire la luce blu e quella rossa, mentre non
assorbono la luce verde e quella gialla, che vengono riflesse (è per questo che le cellule contenenti
i cloroplasti appaiono di colore verde).
La reazione complessiva della fotosintesi è schematizzabile nella formazione di 1 molecola di
glucosio (con legami ricchi di energia) e di 6 molecole di ossigeno a partire da 6 molecole di
diossido di carbonio e 6 molecole di acqua:
Il meccanismo attraverso il quale si compie la fotosintesi può essere scisso in due fasi distinte (fase
luminosa e fase oscura), ciascuna costituita da una complessa serie di reazioni catalizzate da
enzimi. Queste fasi sono collegate tra loro e avvengono in due punti diversi del cloroplasto.
REAZIONI DELLA FASE LUMINOSA
Nella fase luminosa la luce assorbita dalla clorofilla viene utilizzata come fonte di energia per
rompere le molecole di acqua e per sintetizzare ATP (da ADP) e NADPH (da NADP+).
La clorofilla, alcuni pigmenti accessori e molecole trasportatrici di elettroni sono disposti sulle
membrane dei tilacoidi a formare due raggruppamenti, il fotosistema I e il fotosistema II (v. fig.
4.2). L'energia luminosa "catturata" dai pigmenti del fotosistema II viene trasferita a una
particolare molecola di clorofilla, che costituisce il centro reattivo. La clorofilla-centro reattivo
viene "eccitata" e perde un suo elettrone che entra nella catena dei trasportatori di elettroni. Il
flusso dell'elettrone lungo la catena fornisce l'energia necessaria per la sintesi di ATP da ADP.
Anche il fotosistema I viene raggiunto dall'energia solare e la clorofilla-centro reattivo perde un
elettrone; questo va alla catena dei trasportatori di elettroni del fotosistema I, il cui ultimo
accettore è una molecola di NADP (nicotinammide-adenin-dinucleotide fosfato). Ciascuna
molecola di NADP+ si lega a due elettroni e a uno ione idrogeno (proveniente dalla dissociazione
dell'acqua), formando NADPH, un trasportatore ricco di energia.
In seguito alla dissociazione dell'acqua, si libera ossigeno.
REAZIONI DELLA FASE OSCURA
Nella fase oscura, gli enzimi presenti nello stroma utilizzano l'energia chimica contenuta nell'ATP e
nel NADPH per ridurre (o fissare) il diossido di carbonio a glucosio.
Le reazioni di questa fase, che possono avvenire anche in assenza di luce, costituiscono il ciclo di
Calvin, dal nome dello scienziato statunitense M. Calvin (1911).
