Di Kimberly Yavorski | Aggiornato il 24 marzo 2022
La fotosintesi è lo straordinario processo mediante il quale le piante trasformano l’anidride carbonica, l’acqua e la luce solare in cibo. L'anidride carbonica entra attraverso minuscoli pori delle foglie chiamati stomi, mentre l'acqua risale il sistema vascolare della pianta per raggiungere le foglie.
Durante la fotosintesi, l’energia della luce solare viene sfruttata per sintetizzare il glucosio da CO₂ e H₂O. Questo glucosio alimenta la crescita delle piante e il processo rilascia anche ossigeno, un componente essenziale per la sopravvivenza di praticamente tutti gli ecosistemi.
Nota: Sebbene le alghe e alcuni batteri effettuino la fotosintesi, questo articolo si concentra sul percorso a base vegetale.
Nelle piante, la fotosintesi avviene all'interno dei cloroplasti situati nelle cellule del mesofillo fogliare e negli steli verdi. Una singola foglia contiene decine di migliaia di cellule, ciascuna delle quali ospita 40-50 cloroplasti.
Ogni cloroplasto contiene pile di tilacoidi a forma di disco, chiamati grana, sospesi in un fluido chiamato stroma. Le reazioni dipendenti dalla luce avvengono nella grana, mentre le reazioni indipendenti dalla luce avvengono nello stroma.
Sebbene l'intero processo possa essere completato in meno di un minuto, comprende passaggi complessi divisi in due fasi principali:le reazioni alla luce e le reazioni oscure (Ciclo di Calvino).
La prima fase cattura l'energia solare per generare i vettori energetici ATP e NADPH. Le molecole di pigmento nella membrana tilacoide agiscono come antenne, assorbendo la luce e trasferendo energia ai centri di reazione della clorofilla.
Gli elettroni eccitati viaggiano attraverso la catena di trasporto degli elettroni, dividendo le molecole d'acqua in ossigeno, protoni ed elettroni. L'ossigeno si diffonde dal cloroplasto attraverso i pori delle foglie, mentre ATP e NADPH si accumulano per la fase successiva.
Nella seconda fase, l'ATP e il NADPH prodotti in precedenza alimentano la fissazione della CO₂ atmosferica negli zuccheri. L'enzima ribulosio‑1,5‑bisfosfato carbossilasi (RuBisCO) catalizza il primo passaggio, producendo infine glucosio e altri carboidrati che fungono da riserva energetica della pianta.
