1. Cattura di energia luminosa:
* clorofilla: Il pigmento primario nella fotosintesi, assorbe l'energia luminosa, principalmente nelle lunghezze d'onda rosse e blu.
* fotosistemi: La clorofilla è organizzata in strutture complesse chiamate Photosystems (Photosystem I e Photosystem II). Questi sistemi sono incorporati all'interno delle membrane tilacoide dei cloroplasti.
2. Spalazione d'acqua:
* Photosystem II: Quando l'energia della luce viene assorbita dal fotosistema II, gli elettroni all'interno delle molecole di clorofilla vengono energizzati.
* Ossidazione dell'acqua: Questo stato energizzato fa sì che il fotosistema II estrai elettroni dalle molecole d'acqua. Questo processo si chiama fotolisi.
* Rilascio di ossigeno: La divisione dell'acqua rilascia ossigeno come sottoprodotto:
2H₂O → 4H⁺ + 4E⁻ + O₂
3. Trasporto elettronico:
* Flusso di elettroni: Gli elettroni rilasciati dall'acqua vengono passati lungo una catena di portatori di elettroni all'interno della membrana tilacoide.
* Rilascio di energia: Mentre gli elettroni si muovono lungo questa catena, rilasciano energia, che viene utilizzata per pompare i protoni (H⁺) dallo stroma (lo spazio al di fuori del tilacoide) nel lume tilacoide.
4. Produzione ATP:
* Proton Gradient: Il pompaggio dei protoni crea un gradiente di concentrazione attraverso la membrana tilacoide, con una maggiore concentrazione di protoni all'interno del lume.
* ATP Syntase: Questo gradiente riporta il movimento dei protoni attraverso la membrana attraverso un complesso proteico chiamato ATP sintasi.
* Sintesi ATP: L'energia di questo flusso di protoni viene utilizzata per convertire ADP in ATP (adenosina trifosfato), che è la valuta energetica primaria delle cellule.
In sintesi:
Le reazioni dipendenti dalla luce della fotosintesi utilizzano energia luminosa per dividere le molecole d'acqua, rilasciando ossigeno come sottoprodotto. L'energia di questo processo viene utilizzata per creare un gradiente di protoni che alimenta la produzione di ATP, che alimenta il ciclo di Calvin (le reazioni indipendenti dalla luce) in cui l'anidride carbonica viene convertito in zuccheri.
