I tilacoidi
La fotosintesi
2 stadi
• reazioni luce-dipendenti
• reazioni luce-indipendenti
La fotosintesi clorofilliana è un processo
biochimico che consente la trasformazione
delle sostanze inorganiche assorbite dalla
radice in composti organici, utilizzabili dalla
pianta:
6 CO2 + 6 H2O
LUCE
6 O2 + C6H12O6
Gli organi responsabili del processo sono i
cloroplasti, strutture presenti nelle cellule
delle foglie che contengono particolari
pigmenti, le clorofille capaci di assorbire
l’energia luminosa e innescare il processo
fotosintetico.
La fotosintesi
L’optimum di temperatura
per il processo fotosintetico
è di 30°C
Fase 1: reazioni luce-dipendenti
il fotosistema
Il complesso antenna
La fotofosforilazione
Gradiente elettrochimico protonico
Le reazioni luce-dipendenti
Fotolisi dell’H2O
La reazione della fase 1
La clorofilla attivata dalla luce catalizza la reazione :
H2O + NADP+ + ADP + P + fotoni NADPH + ATP + H + + ½ O2+ e-
Attraverso le reazioni luce-dipendenti, l'energia solare viene
trasformata in energia chimica, accumulata in forma di legami chimici
ad alta E delle molecole ottenute 6 ATP e 6 NADPH: la clorofilla
eccitata dai fotoni si comporta come una pompa che sottrae elettroni al
donatore H2O per trasferirli a un accettore NADP
Al termine del processo la clorofilla è tornata nelle stesse condizioni di
partenza (fotolisi dell’ H2O); mentre le molecole formate saranno
utilizzate nella fase successiva
Fase 2: la fissazione del C
reazioni luce-indipendenti
Nel secondo stadio della fotosintesi
l'energia accumulata nel legami degli ATP
e dei NADPH viene utilizzata per ridurre il
carbonio presente nelle molecole di CO2 e
sintetizzare zuccheri semplici.
Gli stomi
L’ anidride carbonica presente nell’ aria
entra nella cellula attraverso le aperture
stomatiche e viene assorbita e fissata da
specifiche sostanze capaci di accettarla
Pressione di turgore
Rilascio di soluti
Il Ciclo di Calvin C3
L'energia accumulata nel legami degli ATP
e dei NADPH, viene utilizzata per costruire
molecole organiche in un ciclo che prende
il nome di Ciclo di Calvin.
La caratteristica ciclica è la
rigenerazione del composto di
partenza, uno zucchero a 5 atomi di C
RuBP (ribulosio 1,5-bifosfato)
Il ciclo si articola in 3 stadi:
1.
3RuBP+3CO2+H2O6PGA
fissazione
2.
6PGA 6PGAL riduzione
3.
5PGAL 3RuBP
rigenerazione dell’accettore
Una molecola di PGAL
rappresenta il guadagno netto,
del ciclo di Calvin, ossia il
composto di partenza per la
sintesi degli zuccheri
In ogni ciclo entra una CO2
(3 cicli successivi)
La reazione della fase 2
3CO2+9ATP+6NADPH+6H+
PGAL+9ADP+8P+6NADP+3H2O
In realtà la maggior parte del C fissato è
convertito in saccarosio, la forma
principale di zucchero trasportato nelle
piante, e in amido, la principale forma di
zucchero di riserva.
La Rubisco
La fissazione
del C, stadio 1,
è catalizzata
dall’enzima
Rubisco, per il
cui sito attivo
competono sia
l’O2 che la
CO2; infatti
l’enzima ha sia
un’attività
carbossilasica
che
ossigenasica:
in presenza di elevate concentrazioni
di CO2 la Rubisco catalizza la
FOTORESPIRAZIONE con produzione
di 1 sola molecola di PGA e minore
resa del processo fotosintetico
