Del dottor David Warmflash
Aggiornato il 30 agosto 2022

Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

Cos'è la fotosintesi?

La fotosintesi è il processo biologico che trasforma l'energia luminosa in energia chimica immagazzinata nei legami delle molecole, sostenendo la vita sulla Terra. È il meccanismo che ripristina l'ossigeno atmosferico e alimenta il metabolismo cellulare nelle piante, nelle alghe e in molti batteri.

Ossidazione e riduzione nella fotosintesi

In termini chimici, l’anidride carbonica (CO₂) è altamente ossidata, mentre il glucosio (C₆H₁₂O₆) è ridotto. Durante la fotosintesi, gli elettroni derivati ​​dalla luce solare riducono la CO₂, consentendo l’assemblaggio del glucosio, una molecola ricca di energia utilizzabile. Gli elettroni che guidano questa riduzione hanno origine nelle reazioni alla luce, mentre la vera e propria costruzione del glucosio avviene nelle reazioni al buio (ciclo di Calvin).

Le reazioni alla luce

Le reazioni alla luce hanno luogo nelle membrane tilacoidi dei cloroplasti, dove pigmenti come la clorofilla assorbono i fotoni del sole. Questa eccitazione avvia una serie di eventi:

• Fotosistema II divide le molecole d'acqua, rilasciando O₂ come sottoprodotto e fornendo elettroni.
• Questi elettroni viaggiano attraverso la catena di trasporto degli elettroni , pompando protoni attraverso la membrana e generando una forza motrice protonica che sintetizza ATP tramite ATP sintasi.
• All'estremità della catena, gli elettroni riducono il NADP⁺ in NADPH, un vettore ad alta energia che fornisce potere riducente al ciclo di Calvin.

In breve, le reazioni alla luce convertono i fotoni solari in due principali vettori energetici, ATP e NADPH, rilasciando contemporaneamente ossigeno nell'atmosfera.

Dalla luce al glucosio:le reazioni oscure

Durante le reazioni oscure, chiamate anche ciclo di Calvin, l'ATP e il NADPH producono una forza superiore per fissare la CO₂ in molecole organiche, formando infine glucosio. Questo ciclo non richiede direttamente la luce ma dipende interamente dai prodotti delle reazioni alla luce.

Comprendere queste due fasi interconnesse chiarisce come le piante e gli organismi fotosintetici si sostengono e come la biosfera terrestre rimane ossigenata.