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LA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA
L’argomento può essere affrontato in ogni momento del curriculum scolastico.
Nella scuola dell’infanzia e nei primi tre anni della scuola primaria, lo
studio della fotosintesi può essere affrontato molto semplicemente facendo
coltivare ai bambini delle piantine e eliminando selettivamente i vari elementi
che sono indispensabili per questo processo. Invece di parlare di ossigeno,
possiamo parlare di aria, mentre l’acqua e il sole sono elementi di facile
approccio. Nelle prime classi della primaria si può pesare le piantine man
mano che crescono, per far vedere come il loro peso cresca nel tempo solo
grazie all’acqua e all’esposizione all’aria e ala luce del sole. Nella classe III si
può iniziare a vedere la foglia come un laboratorio dove l’acqua entra ed esce
attraverso le nervature ( per esempio mettendola a seccare in un foglio di
carta assorbente e vedendo che questo si bagna), fare esperimenti sulla
solubilità dei sali e dello zucchero nell’acqua e vedere che le piante
immagazzinano zuccheri sotto forma di amido attraverso semplici esperimenti
con lo iodio..
Negli ultimi due anni della scuola primaria, il bambino inizia ad
avere capacità di astrarre. Alle conoscenze concrete, sensoriali si
può affiancare lo studio della funzione fotosintetica nella sua
complessità. Molecole, composizione dell’aria, radiazione luminosa
come fonte di energia che si trasforma in energia chimica,
esperimenti simili a quelli proposti nelle classi precedenti, ma con
una descrizione delle molecole. Sarà necessario affrontare tali
argomenti dopo aver studiato i flussi dell’acqua nella pianta, La
foglia verrà analizzata come struttura che cambia a seconda
dell’ambiente in cui cresce la pianta e si presenteranno sezioni al
microscopio (o immagini) della foglia bifacciale per far comprendere
la complessità di tale struttura all’apparenza molto semplice.
La funzione principale della foglia:
la produzione di sostanze nutritive tramite
un’insieme di reazioni dette fotosintesi
clorofilliana.
La fotosintesi permette di produrre glucosio
(C6H12O6) e ossigeno (O2) partendo da acqua
(H2O) e anidride carbonica (CO2).
L’ossigeno viene liberato nell’atmosfera.
6 CO2 + 6H2O ==> C6H12O6 + 6O2
La fotosintesi clorofilliana è svolta dalla
clorofilla, grazie alla luce solare.
Una seconda attività fisiologica eseguita dalle
foglie è rappresentata dalla traspirazione
(perdita d’acqua sotto forma di vapore
acqueo).
la fotosintesi è un processo chimico che,
per reazione di due sostanze inorganiche quali l'acqua
(liquido) e l'anidride carbonica (gas),
da luogo ad un gas, l'ossigeno, e ad un prodotto
abbastanza complesso, il glucosio (zucchero).
La luce è l'agente capace di attivare tale processo chimico.
Essa viene assorbita dalle molecole di clorofilla, le eccita e
provoca spostamenti di elettroni all'interno degli atomi.
L'energia che si accumula viene utilizzata per far avvenire le
reazioni chimiche che portano alla scissione delle molecole
d'acqua (H2O).
6 CO2 + 6H2O ==> C6H12O6 + 6O2
Con la scissione,
la molecola d'acqua libera ossigeno (O2) nell'atmosfera.
l'idrogeno (H2), invece, si combina con l'anidride carbonica (CO2), produce
zucchero (C6H12O6).
Come si può osservare, quindi, l'ossigeno dell'aria può essere considerato un
importante sottoprodotto della fotosintesi e questo ci fa pensare a quanto
siano importanti le piante per l'equilibrio vitale del nostro pianeta e a
quanto sia disastroso il disboscamento di sempre più vasti territori.
La fotosintesi, infatti, purifica l'aria, sottraendo l'anidride carbonica, dannosa
a tutti i viventi, e arricchendola di ossigeno.
Il destino dello zucchero, invece, é legato alla capacità che le cellule vegetali
hanno di immagazzinarlo sotto forma di amido, per poi utilizzarlo quale fonte di
energia per compiere le proprie attività vitali (respirazione).
il processo fotosintetico può essere considerato
l'anello di congiunzione tra due mondi,
quello vivente e quello non vivente.
osservando la reazione chimica che presiede al processo
si vede chiaramente come dall'incontro di due sostanze inorganiche
col solo apporto della radiazione solare,
si pervenga alla formazione di una sostanza organica,
lo zucchero, che entra a far parte del tessuto vivente delle piante.
Bisogna sottolineare come solo i vegetali siano i responsabili del mantenimento
della vita in ogni ambiente.
Essi, infatti, catturano quell'immensa fonte di energia che é la luce solare, la quale,
in assenza di questi recettori, andrebbe dispersa nello spazio.
In sostanza possiamo riassumere il processo di fotosintesi clorofilliana con la
seguente formula
Anidride carbonica (CO2) + Luce + Acqua (H20) = Zuccheri (Energia) + Ossigeno (O2)
cosa accade in autunno quando le foglie cadono ?
Nel caso delle piante caducifoglie, in autunno la fotosintesi cessa e la pianta va in
letargo, ma in primavera, con la comparsa di foglie nuove, tornerà in funzione senza
alcuna difficoltà.
La quantità di energia solare catturata dalla fotosintesi è immensa, dell'ordine dei
100 terawatt, che è circa sei volte quanto consuma attualmente la civiltà umana.
Oltre che dell'energia, la fotosintesi è anche la fonte di carbonio dei composti
organici degli organismi viventi.
La fotosintesi trasforma circa 115 · 109 chilogrammi di carbonio atmosferico in
biomassa ogni anno.
In breve...
La FOTOSINTESI é il processo attraverso il quale le piante si procurano il cibo
usando la luce solare, l'acqua e l'anidride carbonica. Essa avviene nei cloroplasti
contenuti nelle cellule delle foglie. I cloroplasti contengono la clorofilla, un
pigmento verde che assorbe l'energia dalla luce solare. Durante la fotosintesi,
l'energia assorbita viene utilizzata per combinare anidride carbonica e acqua e
produrre glucosio, la fonte energetica della pianta. L'ossigeno che si forma viene
liberato nell'aria. Le lamine fogliari piatte forniscono una grande superficie per
assorbire la luce solare. Gli stomi nella pagina inferiore della foglia permettono gli
scambi gassosi e una fitta rete di nervature porta l'acqua alle foglie e trasporta il
glucosio prodotto dalla fotosintesi al resto della pianta.
http://www.youtube.com/watch?v=MWxaQt3SOas&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=d-uevEz6x4Y&NR=1
Volendo approfondire: http://venus.unive.it/miche/cicli_ecosis/0050.htm
La fotosintesi clorofilliana avviene per tappe riunibili in due fasi:
la fase luminosa (o fase luce-dipendente), dipendente dalla luce;
la fase di fissazione del carbonio (o fase oscura, indipendente dalla luce) di cui fa
parte il ciclo di Calvin.
La seconda fase viene anche definita fase al buio; il termine, tuttavia, potrebbe
essere fuorviante, in quanto non si riferisce all'assenza della luce dato che alcuni
enzimi coinvolti in questa fase sono direttamente attivati proprio dalla luce, tanto
che avviene contemporaneamente alla fase luminosa e non di notte.
Infatti in assenza di luce si ha scarsità di ATP e NADPH, che si formano durante la
fase luminosa e gli stomi si chiudono, dunque non vi è accesso di CO2; inoltre si
verifica anche l'inattività di alcuni enzimi che sono luce-dipendenti.
le piante hanno
un ciclo fotosintetico di sintesi del glucosio e dei derivati polisaccaridi
(solo di giorno e nel periodo vegetativo)
ed un ciclo opposto ossidativo (respirazione cellulare)
dei prodotti fotosintetici utilizzati appunto come nutrimento dalle piante stesse (di
giorno e di notte tutto l'anno)
Il bilancio complessivo dei flussi di ossigeno e CO2 da e verso l'ambiente esterno è
comunque a favore della fotosintesi
ovvero la pianta si comporta
come un 'pozzo' (assorbitore) di accumulazione di carbonio
e, viceversa, come una 'sorgente' di ossigeno
.
Questo perché parte del carbonio assorbito e non utilizzato dal ciclo ossidativo della
pianta rimane fissato sotto forma di cellulosa e lignina nelle pareti cellulari delle
cellule 'morte' che costituiscono il legno interno della pianta
La fase di ossidazione delle piante è ciò che rende la pianta un essere
vivente al pari degli altri.
Lo stesso ciclo ossidativo fa sì che la temperatura interna della pianta, a sua
volta termoregolata da processi fisiologici, sia in generale diversa da quella
dell'ambiente esterno