1. Cattura di energia luminosa:
* fotosistemi: La fotosintesi si verifica nei cloroplasti, in particolare all'interno di strutture chiamate tilakoidi. Le membrane thylakoid contengono gruppi di pigmenti chiamati fotosistemi (fotosistema I e fotosistema II).
* clorofilla: Il pigmento principale nei fotosistemi è la clorofilla. La clorofilla assorbe l'energia della luce, principalmente nelle lunghezze d'onda rosse e blu, e riflette la luce verde (motivo per cui le piante appaiono verdi).
* Eccitazione: Quando la luce colpisce la clorofilla, eccita gli elettroni all'interno della molecola di pigmento, portandoli a un livello di energia più elevato.
2. Catena di trasporto di elettroni:
* Photosystem II: Gli elettroni eccitati dalla clorofilla vengono passati lungo una serie di portatori di elettroni nella membrana tilacoide. Questa si chiama catena di trasporto di elettroni.
* Spalazione d'acqua: Mentre gli elettroni si muovono, le molecole d'acqua vengono divise, rilasciando elettroni (per sostituire quelli persi dalla clorofilla), protoni (H+) e ossigeno (O2) come sottoprodotto.
* Proton Gradient: Il movimento degli elettroni attraverso i protoni delle pompe della membrana (H+) nel lume tilacoide, creando un gradiente di concentrazione.
3. Produzione ATP:
* Chemiosmosi: Il gradiente protonico guida ATP sintasi, un enzima incorporato nella membrana tilacoide. Questo enzima utilizza l'energia potenziale immagazzinata nel gradiente per sintetizzare l'ATP (adenosina trifosfato), la valuta energetica primaria delle cellule.
4. Produzione NADPH:
* Photosystem I: Dopo aver attraversato il fotosistema II, gli elettroni vengono passati al fotosistema I. Qui, vengono rienergizzati dalla luce e quindi trasferiti su una molecola chiamata NADP+ (nicotinamide adenina dinucleotide fosfato).
* Formazione NADPH: NADP+ accetta gli elettroni e un protone (H+), diventando NADPH. NADPH è un agente riducente, il che significa che può donare elettroni ad altre molecole.
Riepilogo:
L'energia della luce viene assorbita dalla clorofilla e utilizzata per eccitare gli elettroni, che poi scorrono attraverso una catena di trasporto di elettroni. Questo flusso genera un gradiente di protoni che guida la produzione di ATP. Gli elettroni vengono anche utilizzati per ridurre la NADP+ a NADPH.
Prodotti chiave:
* ATP: Valuta energetica per la cella.
* NADPH: Carrier elettronico utilizzato nel ciclo di Calvin.
* Oxygen (O2): Rilasciato come sottoprodotto.
The Calvin Cycle
L'ATP e il NADPH prodotti nelle reazioni dipendenti dalla luce vengono quindi utilizzati nel ciclo di Calvin, una serie di reazioni biochimiche che si verificano nello stroma (il fluido all'interno del cloroplasto). Il ciclo di Calvin utilizza queste fonti energetiche per convertire l'anidride carbonica (CO2) in glucosio, lo zucchero che alimenta la pianta.
