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Clorofilla e fotosistemi

Le molecole di pigmento si trovano aggregate in unità funzionali dette fotosistemi. Ciascun fotosistema può contenere da 250 a 400 molecole di clorofilla di tipo a e b (o c); inoltre, possiede pigmenti accessori, quali i carotenoidi (caroteni e xantofille), composti liposolubili, e le ficobiline, molecole di tipo idrosolubile. I pigmenti accessori svolgono anch’essi un ruolo importante nell’assorbimento della radiazione solare. La loro presenza diviene evidente in autunno, quando le foglie delle piante caducifoglie si colorano di toni rosso-aranciati; infatti, al termine della stagione vegetativa, la clorofilla presente nei vegetali si degrada, lasciando trasparire il colore degli altri pigmenti.

Tutte le molecole presenti nel fotosistema sono in grado di catturare fotoni di luce, fenomeno che provoca il passaggio di ciascuna a uno stato eccitato, ovvero uno spostamento degli elettroni a un livello energetico superiore (vedi Fotochimica). Le molecole del fotosistema che assorbono l’energia radiante sono dette molecole antenna.

Alcune molecole di clorofilla a possiedono una particolare capacità di assorbimento dell’energia solare, che ne determina l’eccitazione e permette l’attivazione della reazione di fotolisi dell’acqua (scissione dell’acqua in idrogeno e ossigeno in presenza di luce), cioè l’avvio della fase luminosa della fotosintesi. Queste molecole costituiscono il centro di reazione del fotosistema.

Vi sono due tipi fotosistema, indicati come fotosistema I o P700 e fotosistema II o P680; questi valori corrispondono alla lunghezza d’onda della luce (rispettivamente, 700 nm e 680 nm) alla quale in ciascun fotosistema si verifica il massimo assorbimento.