La fotosintesi clorofilliana è un processo attraverso cui, mediante la clorofilla, viene trasformata l'energia solare (luce) in una forma di energia utilizzabile dagli organismi vegetali per la propria sussistenza. Tali organismi si dicono fototrofi.
Il processo è oggi nettamente dominante, sulla Terra, per la produzione di composti organici da sostanze inorganiche.
Il prodotto organico della fotosintesi è il glucosio (C6H12O6), il carboidrato monosaccaride più diffuso sul nostro pianeta. Il carbonio e l'ossigeno da convertire in sostanza organica sono forniti dall'anidride carbonica (CO2) atmosferica.
La quasi totalità della fotosintesi è compiuta da piante e alghe che ricavano l'idrogeno dall'acqua (H2O). In questo caso l'equazione chimica che riassume il processo è:
6 CO2 + 6 H2O + Energia luminosa → C6H12O6 + 6 O2
tuttavia, in alcune specie di batteri autotrofi, l'idrogeno proviene non dall'acqua ma dall'acido solfidrico, che nella fotosintesi viene ossidato a zolfo elementare (S8)
6 CO2 + 12 H2S → C6H12O6 + 12 S + 6 H2O
Si noti che questi batteri sono anaerobi obbligati.
[] Etimologia
Fotosintesi clorofilliana deriva da foto (luce) + sintesi (produzione)+ clorofilliana, cioè la produzione grazie alla luce di sostanze
[ Fasi
La fotosintesi consiste in due fasi: quella luminosa e quella di fissazione del carbonio. La seconda fase veniva erroneamente definita "fase oscura", dalla credenza che essa potesse avvenire anche in assenza di luce. È stato invece scoperto che tale fase avviene contemporaneamente alla fase luminosa, e non avviene di notte. Infatti, in assenza di luce, si ha: mancanza di ATP e NADPH, che si formano durante la fase luminosa; gli stomi si chiudono, dunque non vi è accesso di CO2; l'inattività di alcuni enzimi che intervengono nel processo, i quali sono luce-dipendenti (RUBISCO, 3-PGA deidrogenasi, fosfatasi e ribulosio 1,5 bis-fosfato chinasi).
La "fase luce dipendente" è dominata dalla clorofilla, le cui molecole assorbono selettivamente luce nelle porzioni rossa e azzurro-violetta dello spettro visibile. L'energia catturata permette la produzione di un composto riducente ad alta energia (il NADPH, nicotinammide adenina dinucleotide fosfato ridotto) e di ATP.
La "fase di fissazione del carbonio" o "ciclo di Calvin" comporta l'organicazione della CO2, ossia la sua incorporazione in composti organici e la riduzione del composto ottenuto grazie al NADPH.
Nei procarioti la fotosintesi avviene associata ad invaginazioni della membrana cellulare, negli eucarioti nei cloroplasti.
Le piante sono divise in tre gruppi principali che hanno diverse caratteristiche: le piante C3, C4 e CAM.