La fotosintesi – Biochimica

La fotosintesi avviene in 2 fasi:

  • fase luminosa: dipendente dalla presenza della luce, avviene nella membrana dei tilacoidi. A partire da H₂O e luce, si generano NADPH, ATP e O₂
  • fase oscura: indipendente dalla presenza della luce, avviene nello stroma; con il Ciclo di Calvin, a partire da CO₂, ATP e NADPH si genera zucchero-fosfato

Fase luminosa

La fotosintesi avviene in due complessi proteici detti fotosistema 1 (lunghezza d’onda della luce sui 700nm) e fotosistema 2 (lunghezza d’onda sui 680nm). In entrambi è presente la clorofilla A. I batteri autotrofi hanno solo il fotosistema 2. Durante la fase luminosa avviene la fotofosforilazione, con un meccanismo analogo a quello della respirazione cellulare, ma con funzione opposta, cioè anabolica.

FOTOFOSFORILAZIONE

•    fase luminosa della fotosintesi

•    avviene per osmosi

•    è un processo anabolico

•    avviene nei cloroplasti (la membrana dei tilacoidi)

•    il gradiente va dalla membrana del tilacoide verso lo stroma

•    avviene il trasferimendo dell’energia luminosa

•    accettatore di elettroni: NAD⁺

FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA

•    fase finale della respirazione cellulare

•    avviene per osmosi

•    è un processo catabolico

•    avviene nei mitocondri

•    il gradiente protonico va dallo spazio intermembrana verso la matrice

•    avviene il trasferimento di energia chimica

•    accettatore di elettroni: ossigeno

Fase oscura

Durante la fase oscura avviene il ciclo di calvin, il quale si svolge in 3 fasi:

  1. Fissazione: la CO₂ entra nel ciclo di Calvin e si lega al ribulosio – 1,5 – difosfato, che poi viene scisso in due molecole a tre atomi di carbonio dall’enzima rubisco, dal quale si origina l’acido 3-fosfoglicerico (3PGA)
  2. Riduzione: il 3PGA viene convertito in gliceraldeide-3-fosfato (G3P), un sesto della quantità di G3P viene utilizzato per formare zuccheri, mentre il restante entra nella fase di rigenerazione.
  3. Rigenerazione: in questa fase viene rigenerato il ribulosio, inoltre NADP⁺ e ADP vengono rinviati alla fase luminosa

Ogni ciclo di Calvin incorpora una molecola di CO₂, per cui saranno necessari sei cicli per formare una molecola di glucosio:

6CO₂ + 18ATP + 12NADPH + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 18ADP + 18Pi + 12NADP + 12H⁺

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