Rubrica: Energia
Titolo o argomento: Fasi della fotosintesi clorofilliana
Nell’articolo “Fotosintesi clorofilliana” abbiamo illustrato in maniera sintetica il processo della fotosintesi. Ora l’intenzione è, cercando di mantenere lo stesso semplice linguaggio del precedente articolo, quella di descrivere il dettaglio delle fasi caratterizzanti questo processo. La fotosintesi infatti si svolge in due fasi: la fase luminosa e la fase oscura.
Fase luminosa (o fase fotochimica)
Le reazioni della fase luminosa si verificano sulla superficie delle membrane interne dei cloroplasti. Ciò avviene grazie ai vari pigmenti presenti (fotorecettori) i quali sono in grado di captare l’energia luminosa. I principali pigmenti sono costituiti dalle molecole di clorofilla, contenute sulle membrane dei grana dei cloroplasti, le quali agiscono raggruppate in unità dette fotosistemi. Esistono due fotosistemi: il fotosistema I, nel quale è presente la clorofilla di tipo “a” (che assorbe prevalentemente luce blu-violetta e rossa) ed il fotosistema II nel quale è presente la clorofilla di tipo “b” (che assorbe luce blu e arancione). Gran parte delle rimanenti lunghezze d’onda (dello spettro del visibile) vengono catturate dai “pigmenti accessori”.
1. In sostanza la radiazione luminosa colpisce la molecola di clorofilla “a” (fotosistema I), questa si attiva ed un elettrone passa ad un livello energetico maggiore. Tale elettrone viene catturato da una serie di sostanze (disposte in sequenza ordinata) denominate “catena dei trasportatori”, le quali cedono l’elettrone ad un composto accettore denominato NADP che viene ridotto a NADPH. L’NADPH costituisce uno dei prodotti finali della fase luminosa.
2. Ora nel fotosistema I manca un elettrone e ciò provoca una certa instabilità. A colmare il vuoto elettronico ci pensa il fotosistema II il quale essendo a sua volta eccitato dalla luce libera un elettrone, destinato al fotosistema I, trasferito da una catena di trasportatori. In questo caso l’elettrone passa da un livello energetico maggiore ad uno minore con relativa emissione di energia adoperata poi per la sintesi di ATP. L’ATP costituisce un altro dei prodotti finali della fase luminosa.
3. Il vuoto elettronico che a sua volta si forma nel fotosistema II viene colmato dall’acqua (sempre presente in abbondante quantità nelle cellule) grazie alla fotolisi secondo la reazione: H2O → H+ + OH– → H+ + OH + e–
4. Durante la fase luminosa si libera anche ossigeno gassoso il quale costituisce l’ennesimo prodotto finale. L’insieme delle trasformazioni appena elencate permette di trasformare l’energia luminosa in energia chimica da immagazzinare nelle molecole di ATP.
Fase oscusa (o fase chimica)
Le reazioni della fase oscura si verificano nello stroma e non richiedono energia luminosa. Lo stroma è il fluido che si trova nella parte interna di un cloroplasto. In esso è presente il pool enzimatico utile alle reazioni chimiche. Nella fase oscura vengono adoperati, per la sintesi di sostanza organica, le seguenti molecole: anidride carbonica, NADPH, ATP.
Il processo di organicazione porta alla formazione di glucosio (C6H12O6) sfruttando l’energia chimica che la clorofilla ha accumulato nelle molecole di ATP e di NADPH2, inoltre le reazioni avvengono “contemporanemante” a quelle della fase luminosa. E’ da notare infatti che la fase viene denominata “oscura” non perchè avvenga soltanto al buio, bensì perchè non richiede la presenza di luce per le reazioni.
Continua…
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