La reazione chimica della Fotosintesi CO2 C + O2 C + nH2O (CH2O)n CO2 + nH2O (CH2O)n + O2 CO2 + 2H2S (CH2O)n + H2O + 2S CO2 + H2 A (CH2O)n + H2O + 2A

Nei Cloroplasti esistono due zone di differente aspetto strutturale: tilacoidi e stroma Ad aspetti strutturali differenti corrispondono specializzazioni funzionali differenti

Il processo di Fotosintesi consiste di due fasi La fase luminosa, che avviene nei tilacoidi La fase oscura, che avviene nello stroma

Sono fasi che vedono coinvolte molte molecole di differente natura chimica Sono fasi tra di loro correlate La fase oscura utilizza i prodotti ottenuti nella fase luminosa

Nella fase luminosa hanno ruolo fondamentale i due Fotosistemi Nella fase oscura ha ruolo fondamentale la RUBISCO. La Rubisco è un enzima ed il termine significa Ribulosio 1,5, bifosfato Carbossilasi-Ossigenasi

Il processo di Fotosintesi è una reazione di Ossido-Riduzione dove l’Acqua si ossida (cede elettroni) e l’Anidride Carbonica si riduce (acquista elettroni) Nella Fase Luminosa l’H2O si ossida e gli elettroni liberati portano alla riduzione di NicotinammideAdeninDinucleotidePhosphato (NADP) I prodotti della Fase Luminosa sono due : NADPH ATP (che si forma nella fase della fosforilazione ciclica e in quella non ciclica

NADPH e ATP passano dai Tilacoidi allo Stroma e divengono elementi fondamentali della Fase Oscura Nella Fase Oscura queste molecole vengono utilizzate per la riduzione della CO2 e per la sintesi di sostanze organiche, prevalentemente polisaccaridi Le reazioni chimiche costituiscono il Ciclo C3 o Ciclo di Calvin non richiedono intervento della luce

Nello Stroma ha un ruolo fondamentale l’enzima RuBisCO La RuBisCO è una molecola costituita da 16 subunità sintetizzate in parte nel citoplasma ed in parte all’interno del cloroplasto Si tratta di un esempio di sinergia tra cloroplasto e cellula che lo ospita L’enzima lega preferenzialmente CO2 ma se la concentrazione è molto bassa interagisce con l’O2

La Fase Oscura enzima RuBisCO Co2 + Ribuloso 1,5 Bipho sphato 2 molecole di Acido 3 Phosphoglicerico (PGA) PGA + NADPH+ATP aldeide 3 Phosphoglicerica (GAP) enzima triosofosfatodeidrogenasi Seguono una serie di reazioni chimiche che portano alla formazione di Ribuloso 1,5 Biphosphato che riinizia il Ciclo

L’energia necessaria per sintetizzare una mole di glucosio è 673 kcal con la richiesta di 4 fotoni di luce per ogni molecola di CO2 ridotta L’efficienza del processo è del 75% L’efficienza dei motori inventati dall’uomo è poco più del 10% Il Il GPA rappresenta il monomero saccaridico che servirà per la sintesi dei polisaccaridi

In caso di bassa concentrazione di CO2 la RuBisCO non funziona più come carbossilasi ma come ossigenasi, così diminuendo l’efficienza del processo di Fotosintesi. Si attiva il cosiddetto processo di Fotorespirazione tramite il quale la Pianta riesce a produrre monomeri saccaridici seppure in bassa concentrazione. Il processo prevede una sinergia funzionale tra cloroplasti, perossisomi e mitocondri.