La fotosintesi: le reazioni alla luce

La vita sulla terra dipende fondamentalmente dall'energia che proviene dal sole. La fotosintesi è l'unico processo biologicamente importante in grado di raccogliere tale energia. Gli organismi fotosintetici utilizzano l'energia solare per sintetizzare composti organici che non potrebbero essere formati senza un input energetico. Specificatamente l'energia luminosa permetta la sintesi di carboidrati e la generazione di ossigeno dal biossido di carbonio e l'acqua:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
L'energia accumulata in queste molecole viene poi usata in seguito per dare energia ai processi cellulari vegetali e rappresenta la fonte di energia di tutte le forme viventi. Il tessuto più attivo nelle piante superiori è rappresentato dal mesofillo fogliare. Le cellule del mesofillo possiedono un gran numero di cloroplasti che contengono i pigmenti verdi le clorofille specializzati nell'assorbimento della luce. Nella fotosintesi, l'energia solare è utilizzata dalla pianta per ossidare l'acqua, con la conseguente liberazione di ossigeno, e per ridurre il biossido di carbonio in composti organici, principalmente zuccheri. La serie complessa di reazioni che culminano con la riduzione della CO2 comprende le reazioni dei tilacoidi e quelle della fissazione del carbonio. Le reazioni dei tilacoidi della fotosintesi avvengono nelle membrane interne specializzate del cloroplasto, dette appunto tilacoidi. I prodotti finali delle reazioni luminose sono composti ad alta energia ATP e NADPH, che sono utilizzati per la sintesi di zuccheri nelle reazioni della fissazione del carbonio. Questo processo sintetico si compie nello stroma dei cloroplasti, la porzione acquosa che circonda i tilacoidi.