Schema z (fisiologia vegetale): riassunto e spiegazione dello schema z

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Spettro della luce visibile

 

Nei cloroplasti la clorofilla e gli altri pigmenti sono inglobati in unità fotosintetiche dette: FOTOSISTEMI (circa 200-450 molecole di pigmento). Nell’ambito dei pigmenti si riconoscono i “ pigmenti antenna ” e il “ centro di reazione ”. I pigmenti antenna servono per captare la luce e trasmettere l’energia al centro di reazione che è l’unica molecola di clorofilla “A” che può dar luogo alla reazione chimica. All’interno dei cloroplasti sono presenti due Fotosistemi.

Nel Fotosistema I il centro di reazione è costituito da una molecola d i clorofilla (P 700 ) che mostra il massimo assorbimento a 700 nm mentre nel Fotosistema II il massimo assorbimento si ha a 680 nm. I due fotosist emi operano in maniera coordinata. L’Energia luminosa che colpisce (sottoforma di foto ni di luce) il pigmento antenna in qualsiasi parte del fotosistema si trovi, viene trasferita, da molecola a molecola fino al centro di reazione. Il centro di reazione, raggiunto dall’Energia si eccita e porta a livello superiore un elettrone. Questo elettrone viene trasferito ad un sistema di trasportatori di elettroni che utilizzano tale surplus di energia per immagazz inarla in forma chimica (ATP e NADPH).

In questo schema z si rappresenta la variazione del potenziale redox che accompagna il trasferimento elettronico nel corso della fotosintesi. Il processo inizia nel FSII, nel quale una clorofilla (P680) capta un fotone e passa ad uno stato eccitato (P680 ), la quale trasferisce 1e alla feofitina (Ph) [pigmento tipo clorofilla al quale manca il Mg(II)], che rimane con una carica negativa (Ph-) finchè cede l’e a un plastochinone legato ad una proteina (PQA). Questo, a sua volta, lo cede ad un altro chinone (PQB). che è meno fortemente legato dalla proteina della membrana tilacoidale. Quando PQB acquista 2 e provenienti da 2 trasferimenti da parte di PQAe 2 H+ del solvente (stroma), si trasforma nella forma chinolica, totalmente ridotta:
In questo cosiddetto schema Z (chiamato in questo modo per la classica forma a zi g-zag), si evidenziano il flusso di elettroni “non ciclico” e la fotofosforilazione. Colpito dal fotone di luce, il centro di reazione p orta ad un livello energetico superiore una coppia di elettroni. Questa coppia di elettroni arriva ad un accettore di elettroni che seguendo un gradiente di livello energetico decrescente trasferisce la coppia di elettroni ad accettori posti ad un livello di energia sempre più basso. Gli el ettroni scendendo di livello energetico liberano l’energia precedentemente assorbita sottoforma di luce trasferendola ad un sistema che permette la formazione di legami chimici. La clorofilla è appunto il pigmento che permette la conversione da energia luminosa in energia chimica ma può fare questo solo se inglobata in specifiche membrane (quelle dei Tilacoidi ) e se associata a specifiche proteine. I due elettroni che il centro di reazione del Fotosistema 2 aveva perso vengono rimpiazzati da quelli provenienti dalla fotoli si dell’acqua (tale processo avviene sulla membrana interna dei Tilacoidi) dove la molecola di H 2 O viene scissa in H + (ioni idrogeno che hanno perso gli elettroni trasferiti al centro di reazione del Foto sistema II) e O 2 (ossigeno gassoso). La catena di trasporto degli elettroni che collega il Fotosistema II al Fotosistema I permette la formazione di ATP (Adenin-trinucleotide-fosfato) a partire da ADP + P e viene chiamata Fotofosforilazione.

Nel Fotosistema I un secondo fotone luminoso porta l a coppia di elettroni di nuovo ad un livello energetico superiore. Di nuovo gli elettroni sono t rasferiti ad un sistema di accettori di elettroni c he seguendo un gradiente di energia decrescente porta gli elettroni ad un accettore chi amato Ferrossidina che li trasferisce ad una molecola di NADP (Nicotinamin- Adenin-Dinucleotide-Fosfato) che viene ridotto a NA DPH 2 che al pari dell’ATP è una molecola di scambio energetico.

 

 

 

 

 

   
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