1. Assorbimento della luce :I cloroplasti contengono un pigmento verde chiamato clorofilla. Quando la luce solare colpisce le molecole di clorofilla, l'energia luminosa viene assorbita, eccitando gli elettroni al loro interno.
2. Reazioni dipendenti dalla luce :Queste reazioni hanno luogo nelle membrane tilacoidi dei cloroplasti e sono guidate dall'energia luminosa assorbita.
- Fotosistema II :Gli elettroni eccitati vengono fatti passare lungo una catena di trasporto degli elettroni, generando molecole di ATP (adenosina trifosfato) e NADPH (nicotinammide adenina dinucleotide fosfato), che sono molecole portatrici di energia.
- Fotosistema I :Viene catturata ulteriore energia luminosa e gli elettroni del Fotosistema II vengono ulteriormente energizzati. Questa energia pompa gli ioni idrogeno (H+) attraverso la membrana tilacoide, creando un gradiente.
3. Ciclo di Calvino (reazioni indipendenti dalla luce) :Questo insieme di reazioni avviene nello stroma dei cloroplasti. Non richiede direttamente energia luminosa ma utilizza l'ATP e il NADPH prodotti durante le reazioni dipendenti dalla luce.
- Fissazione del carbonio :L'anidride carbonica (CO2) dall'atmosfera si diffonde nel cloroplasto e viene catturata da una molecola chiamata ribulosio 1,5-bisfosfato (RuBP). Questa reazione è facilitata da un enzima chiamato ribulosio-1,5-bisfosfato carbossilasi/ossigenasi (Rubisco). Il composto risultante a 6 atomi di carbonio è instabile e si divide in due molecole di 3-fosfoglicerato (3-PGA).
- Riduzione :L'ATP e il NADPH prodotti durante le reazioni dipendenti dalla luce vengono utilizzati per convertire le molecole 3-PGA in gliceraldeide-3-fosfato (G3P). Alcune molecole G3P lasciano il ciclo di Calvin per essere utilizzate nella sintesi di altri composti organici come glucosio, amminoacidi e lipidi.
- Rigenerazione del RuBP :La maggior parte delle molecole G3P vengono utilizzate per rigenerare il RuBP, mantenendo così il ciclo. Questa rigenerazione richiede ATP.
L'ATP e il NADPH prodotti nelle reazioni dipendenti dalla luce forniscono l'energia e il potere riducente necessari al ciclo di Calvin per convertire l'anidride carbonica in zuccheri (G3P) e infine in altri composti ricchi di energia.
