La fotosintesi
Bibliografia
I colori della biologia
Giusti-Gatti-Anelli
Ed- Pearson
ORGANISMI FOTOSINTETICI Osservando
piante o alghe al microscopio si possono vedere
organuli colorati, all'interno dei quali avviene la
fotosintesi
ORGANISMI FOTOSINTETICI
Gli organismi autotrofi come le piante sono in grado
di trasformare l’energia luminosa in energia chimica
attraverso la fotosintesi, una serie di reazioni che,
a partire da diossido di carbonio e acqua, porta
alla sintesi del glucosio
La fotosintesi avviene grazie a particolari sostanze
come la clorofilla, il pigmento che dà alle piante
il colore verde e che è in grado di assorbire la luce
solare e di “catturarne” l’energia.
La ricetta della fotosintesi
Le piante e gli altri organismi autotrofi sono in grado
di produrre il glucosio attraverso la fotosintesi utilizzando:
• luce solare
• acqua
• diossido di carbonio
Nella fotosintesi si produce inoltre un gas importantissimo
per la vita, l’ossigeno
La reazione globale della fotosintesi è inversa
a quella della respirazione cellulare e può essere riassunta
così:
6CO2 + 6H2O + energia solare = C6H12O6 + 6O2
Dal punto di vista energetico, la fotosintesi è un processo
endoergonico: da molecole a basso contenuto di energia
vengono assemblate molecole ad alto contenuto
energetico Negli organismi autotrofi eucarioti (le piante e
le alghe) questo processo avviene all’interno di organuli
cellulari specializzati, i cloroplasti.
Come la respirazione cellulare, la fotosintesi non è
un processo diretto e immediato, ma prevede una serie di
reazioni che possono essere raggruppate in due stadi, la
fase luminosa (che può avvenire solo in presenza di luce
solare) e la fase oscura, per cui la luce solare non è
necessaria.
La fase luminosa della fotosintesi
Le cellule degli organismi fotosintetici contengono
sostanze
che assorbono la luce e ne catturano l’energia in modo che
essa possa essere trasformata in energia chimica
Queste sostanze sono i pigmenti fotosintetici:
• clorofilla, responsabile del colore verde delle piante
• carotenoidi, responsabile della colorazione gialla
o arancione
Le reazioni della fase luminosa catturano la luce solare e
producono ossigeno. Le successive reazioni della fase
oscura producono zuccheri.
Nella fase luminosa, le piante catturano energia luminosa e
producono ATP.
Al termine della fase luminosa della fotosintesi:
l’energia della luce solare è stata trasformata
nell’energia chimica dell’ATP
le molecole d’acqua sono state scisse
l’ossigeno proveniente dall’acqua è stato liberato
nell’atmosfera sotto forma di ossigeno molecolare
(O2)
La fase oscura della fotosintesi
Nella fase oscura, che può svolgersi sia in presenza sia in
assenza di luce solare, inizia la sintesi del glucosio. Gli
atomi necessari per la costruzione dello “scheletro” di
carbonio dello zucchero vengono forniti dal diossido di
carbonio (CO2).
La serie ciclica di reazioni della fase oscura, ciascuna
catalizzata da un enzima specifico, viene chiamata anche
ciclo di Calvin. In queste reazioni, il diossido di carbonio
assorbito dall’atmosfera e l’ATP prodotto nella fase
luminosa vengono utilizzati per la sintesi di molecole a tre
atomi di carbonio ad alto contenuto di energia (piruvato).
I prodotti della fotosintesi
Le molecole prodotte nella fase oscura possono
entrare nel citoplasma ed essere convertite in glucosio,
grassi o amminoacidi, oppure rimanere nei cloroplasti per
far ripartire nuovi cicli di Calvin.
Le molecole di glucosio possono servire come combustibile
per la respirazione cellulare oppure possono essere unite
in catene formando polisaccaridi come l’amido e la
cellulosa. Anche le piante e gli altri organismi autotrofi
hanno bisogno di energia per le proprie funzioni vitali
Anche gli organismi fotosintetici compiono
la respirazione cellulare con la differenza che il glucosio
che demoliscono è “autoprodotto” anziché derivato da
altri esseri viventi.
Fotosintesi e respirazione cellulare I due processi a confronto.
