PIGMENTI FOTOSINTETICI E SPETTRO DI ASSORBIMENTO
La luce bianca può essere scomposta in vari colori (arcobaleno) perché le radiazioni di diversa
lunghezza d’onda sono deviate secondo angoli diversi; gli organismi producono particolari molecole
di pigmenti che assorbono certe lunghezze d’onda e riflettono tutte le altre.
Lo spettro di assorbimento (vedi figura) è un grafico che mostra l’efficienza con cui un particolare
pigmento assorbe la luce visibile a diverse lunghezze
d’onda. Le CLOROFILLE sono i principali pigmenti
fotosintetici e assorbono energia alle lunghezze
d’onda più efficaci ai fini della fotosintesi. Esse non
assorbono luce nella regione del verde, verde-giallo,
che riflettono.
I CAROTENOIDI sono pigmenti accessori che
assorbono la luce blu-violetta e blu-verde, riflettendo
quelle corrispondenti al giallo, arancio e rosso.
Altri pigmenti accessori sono le FICOBILINE, che
abbondano soprattutto nelle alghe rosse e nei
cianobatteri.
Per approfondimenti maggiori vedi p.84-85 di
Biologia A
FASE LUMINOSA
Si definisce fase luce dipendente la prima parte della fotosintesi clorofilliana, anche
detta fase luminosa.
Nella fase luminosa l'energia solare viene assorbita dalla clorofilla e da altri pigmenti siti
nelle membrane dei tilacoidi, all'interno dei cloroplasti.
Cloroplasto: sono evidenziati i tilacoidi; lo
spazio tra i tilacoidi è detto stroma.
La fase luminosa avviene nelle membrane
dei tilacoidi;
la fase oscura avviene nello stroma.
I pigmenti interessati alla ricezione dell'energia solare sono la clorofilla a, la clorofilla b, ed
altri pigmenti accessori quali carotenoidi e ficobiline. I pigmenti accessori si occupano solo
della ricezione della luce, dopo di che tale energia viene trasferita alla clorofilla, la quale la
usa per la fotosintesi.
All'interno delle membrane tilacoidali, i pigmenti che si occupano della ricezione
dell'energia solare sono organizzati in "fotosistemi". All'interno di tali fotosistemi, tutte le
molecole dei pigmenti sono in grado di assorbire la luce, ma solo alcune riescono a
trasformare l'energia solare in energia chimica. I pigmenti che hanno tale capacità sono
definiti "centri di reazione fotochimici". Gli altri pigmenti sono invece "molecole antenna",
che hanno il compito di intercettare l'energia solare e trasmettersela fino a raggiungere il
centro di reazione fotochimico più vicino.
Le molecole di clorofilla assorbono selettivamente luce nelle porzioni rossa e azzurrovioletta dello spettro visibile. L'energia catturata permette la produzione un composto ad
alta energia (ATP) e di un composto riducente, il NADPH, necessari nella fase oscura della
fotosintesi.
TILACOIDI (fase luminosa)
H2O--> O2 + ATP + NADPH
Nella fase luminosa la luce, catturata dai 2 fotosistemi (I e II) grazie ai pigmenti
fotosintetici permettono di:
- trasformare l’energia luminosa in energia chimica (ATP)
- ottenere un importante coenzima, fornitore di H (NADPH);
- scissione dell’acqua in idrogeno, elettroni ed ossigeno.
FASE OSCURA
Questa fase è anche denominata "fase di fissazione del carbonio" o "ciclo di Calvin" comporta
l'organicazione della CO2, ossia la sua incorporazione in composti organici.
STROMA (fase oscura)
ATP + NADPH + CO2 --> ADP + NADP+ + C6H12O6
L’ATP e il NADPH prodotti durante la fase luminosa passano nello stroma, dove insieme alla CO2
danno origine a molecole di glucosio
Nella fase di fissazione del carbonio, l'ATP e il NADPH che si erano formati durante la fase
luminosa, vengono usati per formare il glucosio, così come è possibile vedere dalla seguente
reazione:
CO2 + ATP + 2NADPH + 2H+ → (CH2O) + H2O + ADP + Pi + 2NADP+
Tale reazione avviene nello stroma del cloroplasto e si compie attraverso una serie di processi
consecutivi che si concludono con la fissazione della CO2 atmosferica che diffonde nelle cellule
fotosintetizzanti attraverso gli STOMI delle foglie.
la reazione complessiva della fotosintesi:
fase luce indipendente) comporta la trasformazione della CO2 in glucosio grazie all’
ATP e al NADPH ricavatI dalla fase luminosa.
