9 - La fotosintesi - Simone Damiano Ph.D.

Unità 7
La fotosintesi
Obiettivi
▪ Comprendere l’importanza della fotosintesi per tutta la
biosfera
▪ Conoscere e saper descrivere le due fasi della fotosintesi
▪ Comprendere in che modo durante la fotosintesi l’ATP
viene prodotto e poi utilizzato per sintetizzare gli zuccheri
▪ Capire in che modo la fotosintesi può influire sull’effetto
serra e sul fenomeno del riscaldamento globale
Prova di competenza - Energia dalle piante
Davvero le piante
potrebbero fornirci
biocombustibili e
biocarburanti capaci di
soddisfare le nostre
esigenze in modo
ecologico?
23
Lezione 1
UNA VISIONE D’INSIEME
DELLA FOTOSINTESI
3
7.1
Nella biosfera gli autotrofi svolgono il ruolo
di produttori
▪ Gli autotrofi sono organismi in grado di produrre
da sé le sostanze nutritive, senza bisogno di
molecole organiche derivate da altri organismi
– Queste sostanze sono la fonte primaria di energia e
materie prime per la maggior parte degli organismi: per
questo gli autotrofi sono chiamati anche produttori
– Gli autotrofi (come le piante e le alghe) che sfruttano
l’energia del Sole per produrre molecole organiche sono
chiamati fotoautotrofi
4
7.1
Nella biosfera gli autotrofi svolgono il ruolo
di produttori
▪ La fotosintesi delle piante si svolge all’interno di
organuli specializzati chiamati cloroplasti
– Grazie alla loro particolare organizzazione strutturale,
questi organuli riescono ad assorbire l’energia luminosa e
di utilizzarla per la sintesi di composti organici
5
Copyright © 2009 Pearson education. Inc.
6
Copyright © 2009 Pearson education. Inc.
7
8
7.1
Nella biosfera gli autotrofi svolgono il ruolo
di produttori
STEP BY STEP
Che cosa devono procurarsi nell’ambiente gli autotrofi
per poter sintetizzare le sostanze nutritive di cui
hanno bisogno?
9
7.2 La fotosintesi si svolge nei cloroplasti
▪ Tutte le parti verdi di una pianta contengono
cloroplasti, la maggior parte dei quali si trova nelle
foglie
– La clorofilla è un pigmento verde fondamentale per la
nella fotosintesi per la sua capacità di assorbire la luce
– Il colore verde delle piante è dovuto proprio alla clorofilla
10
7.2 La fotosintesi si svolge nei cloroplasti
▪ I cloroplasti sono concentrati nelle cellule del
mesofillo, il tessuto verde all’interno della foglia
▪ Gli stomi, minuscoli pori presenti sulla superficie
della foglia, consentono l’ingresso del diossido di
carbonio e la fuoriuscita di ossigeno
▪ L’acqua assorbita dalle radici raggiunge le foglie
attraverso le nervature
11
7.2 La fotosintesi si svolge nei cloroplasti
▪ Nei cloroplasti un involucro costituito da due
membrane racchiude un compartimento centrale
contenente lo stroma
▪ Nello stroma è immerso un sistema di sacchetti
membranosi interconnessi, i tilacoidi, che
racchiudono un ulteriore compartimento interno
– In alcuni punti, i tilacoidi sono disposti in pile chiamate
grani
12
Sezione trasversale di una foglia
Foglia
Mesofillo
Nervatura
CO2 O2 Stoma
Cellula del mesofillo
Cloroplasto
Membrane esterna
e interna
Tilacoide
Spazio intermembrana
Stroma Grano
Compartimento interno
del tilacoide
13
Sezione trasversale di una foglia
Foglia
Mesofillo
Nervatura
CO2 O2 Stoma
Cellula del mesofillo
Cloroplasto
14
Cloroplasto
Membrane esterna
e interna
Stroma
Spazio
Tilacoide
Grano
intermembrana
Compartimento
interno del tilacoide
15
7.2 La fotosintesi si svolge nei cloroplasti
STEP BY STEP
In che modo le molecole necessarie alla fotosintesi
raggiungono i cloroplasti all’interno delle foglie?
16
7.3
Le piante producono ossigeno gassoso scindendo le molecole d’acqua
▪ Per molto tempo si è ritenuto che, nella fotosintesi,
le piante producessero O2 prelevandolo dalle
molecole di CO2
– Usando un isotopo dell’ossigeno, 18O, gli scienziati hanno
dimostrato con esperimenti di tracciatura che l’O2 deriva
dall’H2O
17
18
Esperimento 1
6 CO2 + 12 H2O
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
Non
marcato
Esperimento 2
6 CO2 + 12 H2O
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
marcato
19
Reagenti:
Prodotti:
6 CO2
C6H12O6
12 H2O
6 H2O
6 O2
20
7.3
Le piante producono ossigeno gassoso scindendo le molecole d’acqua
STEP BY STEP
Ogni anno, la fotosintesi produce 160 miliardi di
tonnellate di zuccheri
Da dove proviene la maggior parte della massa di
questa enorme quantità di sostanza organica?
21
7.4 La fotosintesi è un processo redox,
come la respirazione cellulare
▪ La fotosintesi è costituita da numerose reazioni di
ossidoriduzione
– Le molecole di acqua si scindono liberando O2: in realtà
si ossidano, cioè perdono elettroni e ioni idrogeno (H+)
– Il CO2 acquista elettroni e ioni idrogeno, riducendosi a
glucosio
22
Riduzione
6 CO2 + 6 H2O
C6H12O6 + 6 O2
Ossidazione
23
7.4 La fotosintesi è un processo redox,
come la respirazione cellulare
▪ La respirazione cellulare, attraverso una serie di
reazioni redox, libera l’energia chimica contenuta
nel glucosio
– Per farlo, lo zucchero viene ossidato a CO2 e l’O2 ridotto
ad H2O
– Gli elettroni perdono energia potenziale durante questa
serie di ossidoriduzioni
– Al contrario, nella fotosintesi, l’ H2O si ossida, il CO2 si
riduce e gli elettroni acquistano energia
24
Ossidazione
C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O
Riduzione
25
7.4 La fotosintesi è un processo redox,
come la respirazione cellulare
▪ Nella fotosintesi gli elettroni vengono spinti a un
livello energetico superiore grazie all’energia
luminosa catturata dalle molecole di clorofilla
– In questo modo la fotosintesi trasforma l’energia
luminosa in energia chimica
– L’energia chimica è immagazzinata nei legami chimici
delle molecole di zucchero
26
7.4 La fotosintesi è un processo redox,
come la respirazione cellulare
STEP BY STEP
Tra i due processi redox della fotosintesi e della
respirazione cellulare, qual è quello che richiede
energia?
27
7.5 La fotosintesi comprende due fasi collegate
tra loro
▪ La fotosintesi è un processo biochimico complesso
che avviene in due fasi
– La prima è chiamata fase luminosa, perché richiede la
presenza di luce
– Nella fase luminosa l’energia luminosa è convertita in energia
chimica
– La seconda è chiamata fase oscura, perché non
richiede la presenza di luce
– Nella fase oscura avviene la sintesi degli zuccheri
28
7.5 La fotosintesi comprende due fasi collegate
tra loro
▪ Nella fase luminosa l’energia luminosa assorbita
dalla clorofilla è impiegata per trasferire elettroni e
ioni H+ dall’acqua al NADP+, riducendolo così a
NADPH
– Il NADP+ è un trasportatore di elettroni che raccoglie
gli elettroni ricchi di energia per alimentare le fasi
successive della fotosintesi
– Alcune passaggi della fase luminosa generano ATP subito
disponibile
29
7.5 La fotosintesi comprende due fasi collegate
tra loro
▪ La fase oscura comprende una serie ciclica
di reazioni chiamata ciclo di Calvin
– Nel ciclo di Calvin vengono sintetizzate molecole di
zuccheri a partire dal CO2 e dalle molecole a elevato
contenuto energetico prodotte dalla fase luminosa
– L’incorporazione del CO2 in molecole organiche è
chiamata fissazione del carbonio
30
7.5 La fotosintesi comprende due fasi collegate
tra loro
▪ ATP e NADPH forniscono un collegamento tra fase
luminosa e fase oscura
– L’ATP prodotto durante la fase luminosa fornisce l’energia
chimica per la sintesi di zuccheri durante la fase oscura
– Il NADPH prodotto durante la fase luminosa fornisce gli
elettroni ad alta energia utilizzati per ridurre il CO2 a
glucosio durante la fase oscura
31
H2O
Cloroplasto
Luce
NADP+
ADP
+ P
REAZIONI
LUMINOSE
(nei tilacoidi)
32
H2O
Cloroplasto
Luce
NADP+
ADP
+ P
REAZIONI
LUMINOSE
(nei tilacoidi)
El
et
tro
ATP
ni
NADPH
O2
33
CO2
H2O
Cloroplasto
Luce
NADP+
ADP
+ P
REAZIONI
LUMINOSE
(nei tilacoidi)
El
O2
et
tro
CICLO
DI CALVIN
(nello stroma)
ATP
ni
NADPH
Zucchero
34
7.5 La fotosintesi comprende due fasi collegate
tra loro
STEP BY STEP
Di quali molecole hanno bisogno i cloroplasti per
produrre zuccheri a partire dal diossido di carbonio
nella fase oscura?
35
Lezione 2
LE DUE FASI
DELLA FOTOSINTESI
36
7.6
Le radiazioni della luce visibile attivano
le reazioni della fase luminosa
▪ La luce visibile è un tipo particolare di radiazione
elettromagnetica
– Le radiazioni elettromagnetiche viaggiano sotto forma di
onde dotate di una definita lunghezza d’onda
– La luce visibile è solo una piccola porzione dello spettro elettromagnetico, che è l’insieme di tutte
le lunghezze d’onda delle radiazioni elettromagnetiche
37
7.6 Le radiazioni della luce visibile attivano
le reazioni della fase luminosa
▪ La luce si comporta come se fosse costituita da
singoli pacchetti di energia chiamati fotoni
– Un fotone corrisponde a una quantità ben precisa di
energia luminosa: quanto più corta è la lunghezza d’onda
della radiazione, tanto maggiore è l’energia del fotone
38
Aumento di energia
10–5 nm10–3 nm
1 nm
Raggi
Raggi X
gamma
UV
103 nm
1m
106 nm
infrarossi Microonde
103 m
Onde
radio
Luce visibile
380 400
700 750
500
600
Lunghezza d’onda (nm)
650
nm
39
7.6 Le radiazioni della luce visibile attivano
le reazioni della fase luminosa
▪ I pigmenti sono particolari molecole specializzate
nell’assorbire la luce
– I pigmenti localizzati nelle membrane dei tilacoidi
assorbono alcune delle lunghezze d’onda e ne riflettono
o trasmettono altre
– Il colore verde con cui le foglie appaiono ai nostri occhi è
proprio quello corrispondente alle lunghezze d’onda che
non vengono assorbite
40
Luce
Luce
riflessa
Cloroplasto
Luce
assorbita
Tilacoide
Luce
trasmessa
41
7.6
Le radiazioni della luce visibile attivano
le reazioni della fase luminosa
▪ Diversi pigmenti sono specializzati nell’assorbire
radiazioni di differenti lunghezze d’onda
– Clorofilla a: assorbe soprattutto la luce di colore rosso e
blu-violetto e riflette quella verde
– Clorofilla b: assorbe soprattutto la luce blu e arancione
e riflette quella giallo-verde
– Carotenoidi: assorbono soprattutto la luce blu e verde,
e riflettono quella giallo-arancione
42
7.6
Le radiazioni della luce visibile attivano
le reazioni della fase luminosa
STEP BY STEP
Tutte le lunghezze d’onda dello spettro
elettromagnetico sono coinvolte nella fotosintesi?
Giustifica la tua risposta
43
7.7 I fotosistemi catturano l’energia solare
▪ I pigmenti nei cloroplasti assorbono fotoni e
liberano elettroni ad alta energia
– Normalmente gli elettroni di un pigmento si trovano a
uno stato fondamentale, cioè al livello energetico più
basso che possono occupare
– Quando il pigmento assorbe un fotone, la sua energia è
trasferita a un elettrone che salta dallo stato
fondamentale a uno stato eccitato, cioè a un livello
energetico superiore
44
Stato eccitato
e–
Calore
Fotone
Fotone
(fluorescenza)
Stato
fondamentale
Molecola
di clorofilla
45
46
Stato eccitato
e–
Calore
Fotone
Fotone
(fluorescenza)
Stato
fondamentale
Molecola
di clorofilla
47
7.7
I fotosistemi catturano l’energia solare
▪ Se la molecola di pigmento fosse isolata, l’elettrone
restituirebbe l’energia sotto forma di calore e luce
tornando allo stato fondamentale
▪ Nelle piante, i pigmenti non sono isolati, ma si
trovano all’interno di complessi, i fotosistemi
▪ I componenti di un fotosistema interagiscono per
incanalare gli elettroni eccitati verso un centro di
reazione
48
7.7
I fotosistemi catturano l’energia solare
▪ Gli elettroni eccitati sono trasferiti da una molecola
del fotosistema all’altra finché raggiungono il
centro di reazione
– Nel centro di reazione un accettore primario di elettroni
cattura gli elettroni eccitati riducendosi
– Questo passaggio dà il via alle reazioni della fase
luminosa della fotosintesi
49
7.7
I fotosistemi catturano l’energia solare
▪ Sono stati identificati due tipi di fotosistemi: il
fotosistema I e il fotosistema II
– Ciascun fotosistema ha un centro di reazione
caratteristico
– Nel fotosistema II, la clorofilla a del centro di reazione è
chiamata P680 perché assorbe soprattutto la luce con
lunghezza d’onda pari a 680 nm
– La clorofilla del fotosistema I è chiamata P700 perché assorbe
meglio la luce con lunghezza d’onda pari a 700 nm
50
Fotosistema
Membrana del tilacoide
Fotone
Complessi per la
Centro
cattura della luce di reazione
Accettore primario
di elettroni
e–
Trasferimento
Coppia di molecole
di energia
di clorofilla a
Pigmenti
51
7.7
I fotosistemi catturano l’energia solare
STEP BY STEP
Perché, quando vengono illuminati, i cloroplasti integri
rilasciano meno calore ed emettono meno
fluorescenza di una soluzione di clorofilla isolata?
52
7.8 Le reazioni della fase luminosa producono
ATP, NADPH e O2
▪ Nelle reazioni della fase luminosa della fotosintesi,
l’energia solare è trasformata nell’energia chimica
contenuta nelle molecole di ATP e NADPH
– Gli elettroni rimossi dalle molecole di acqua vengono
trasferiti dal fotosistema II al fotosistema I, e infine al
NADP+
– Tra un fotosistema e l’altro gli elettroni passano
attraverso una catena di trasporto simile a quella della
respirazione cellulare fornendo energia per la sintesi di
ATP
53
7.8 Le reazioni della fase luminosa producono
ATP, NADPH e O2
▪ I prodotti finale delle reazioni della fase luminosa
sono NADPH, ATP e O2
▪ Il processo può essere diviso in sei fasi
54
Catena di trasporto degli elettroni
Fotone
Fotosistema II
Stroma
Fornisce energia
per la sintesi ATP
mediante chemiosmosi
NADP+ + H+
Fotone
Fotosistema I
6
1
Accettore
primario
Accettore
primario
2 e–
Membrana
del tilacoide
4
5
P700
P680
Compartimento
interno
del tilacoide H O
2
e–
3
1
−
2
O2 + 2H+
55
NADPH
e–
ATP
e–
e–
e–
e–
NADPH
e–
Foton
e
La ruota
del mulino
sintetizza
ATP
Fotone
e–
Fotosistema II
Fotosistema I
56
7.8 Le reazioni della fase luminosa producono
ATP, NADPH e O2
STEP BY STEP
Da quale molecola provengono e quale molecola
vanno a ridurre gli elettroni che si spostano dal
fotosistema II al fotosistema I?
57
7.9 La sintesi di ATP nella fase luminosa avviene
mediante la chemiosmosi
▪ La chemiosmosi è il meccanismo utilizzato dalla
cellula per produrre ATP nei mitocondri
▪ Lo stesso meccanismo è impiegato anche per
sintetizzare molecole di ATP nei cloroplasti
– La sintesi di ATP avviene grazie all’energia potenziale di
un gradiente di concentrazione di ioni H+ attraverso una
membrana
58
7.9 La sintesi di ATP nella fase luminosa avviene
mediante la chemiosmosi
▪ L’ATP sintetasi accoppia il flusso di ioni H+
attraverso la membrana (secondo gradiente di
concentrazione) alla fosforilazione ADP, generando
ATP
– Il processo è chiamato fotofosforilazione perché
ricava l’energia necessaria dalla luce
59
Cloroplasto
Stroma (bassa
concentrazione di H+)
Luce
H+
Luce
H+
ADP + P
NADPH
NADP++ H+
H+
ATP
H+
Membrana
del tilacoide
H2O
1
−
2
H+
O2 + 2H+
H+
H+
H+
Catena
Fotosistema I
di trasporto
degli elettroni
Fotosistema II
H+
H+
H+
H+
H+
ATP sintetasi
H+
Compartimento interno del tilacoide (concentrazione elevata di H+)
60
Stroma (bassa
concentrazione di H+)
Luce
H+
Luce
H+
ADP + P
NADPH
NADP++ H+
H+
ATP
H+
H2O
1
−
2
O2 + 2H+
H+
Catena
Fotosistema II di trasporto
degli elettroni
H+
H+
H+
H+
H+
Fotosistema I
H+
H+
H+
ATP sintetasi
H+
Compartimento interno del tilacoide (alta concentrazione di H+)
61
7.9 La sintesi di ATP nella fase luminosa avviene
mediante la chemiosmosi
STEP BY STEP
Perché è vantaggioso che le reazioni della fase
luminosa liberino ATP e NADPH sul lato della
membrana dei tilacoidi rivolto verso lo stroma?
62
7.10 Nella fase oscura l’ATP e il NADPH
alimentano la sintesi degli zuccheri
▪ La seconda fase della fotosintesi è il Ciclo di
Calvin, chiamato anche fase oscura
– In questo processo, il CO2 dall’atmosfera e l’ATP e il
NADPH prodotti nella fase luminosa sono utilizzati per
sintetizzare zucchero
– Utilizzando questi tre “ingredienti” viene sintetizzato uno
zucchero a tre atomi di carbonio ricco di energia, la
gliceraldeide-3-fosfato (G3P)
– In base alle proprie necessità, una cellula vegetale può
utilizzare la G3P per sintetizzare glucosio o altre molecole
organiche
63
CO2
In ingresso ATP
NADPH
CICLO
DI CALVIN
In uscita
G3P
64
7.10 Nella fase oscura l’ATP e il NADPH
alimentano la sintesi degli zuccheri
▪ Il composto di partenza per il ciclo di Calvin è uno
zucchero a cinque atomi di carbonio, il ribulosio
difosfato (RuDP)
– Durante un “giro” del ciclo, tramite una serie di redox,
vengono fissate tre molecole di CO2 in una molecola di
G3P e rigenerato il RuDP iniziale
– L’energia libera necessaria per la sintesi è fornita da ATP
e NADH derivanti dalla fase luminosa
– Per ogni molecola di G3P prodotta vengono consumate 9
molecole di ATP e 6 di NADH
65
Passaggio 1 Fissazione del carbonio
In ingresso 3
CO2
Rubisco
1
3 P
P
RuBP
6
3-PGA
66
P
Passaggio 1 Fissazione del carbonio
In ingresso 3
CO2
Rubisco
1
Passaggio 2 Reazione redox 3 P
P
6
RuBP
3-PGA
P
6
ATP
6 ADP + P
CALVIN
2
CYCLE
6 NADPH
6 NADP+
P
6
G3P
67
Passaggio 1 Fissazione del carbonio
In ingresso 3
CO2
Rubisco
1
Passaggio 2 Reazione redox 3 P
P
6
RuBP
3-PGA
P
6
ATP
6 ADP + P
CALVIN
Passaggio 3 Rilascio
di una molecola di G3P
2
CYCLE
6 NADPH
6 NADP+
P
5
P
6
G3P
G3P
3
In uscita 1
Glucosio
e altri
composti
P
G3P
68
Passaggio 1 Fissazione del carbonio
In ingresso 3
CO2
Rubisco
1
Passaggio 2 Reazione redox 3 P
P
6
RuBP
3-PGA
P
6
3 ADP
Passaggio 3 Rilascio
di una molecola di G3P
3
ATP
6 ADP + P
ATP
CALVIN
4
2
CYCLE
6 NADPH
6 NADP+
Passaggio 4 Rigenerazione
del RuDP
P
5
P
6
G3P
G3P
3
In uscita 1
Glucosio
e altri
composti
P
G3P
69
7.10 Nella fase oscura l’ATP e il NADPH
alimentano la sintesi degli zuccheri
STEP BY STEP
Quante sono in totale le molecole di CO2, di ATP e di
NADPH che la cellula impiega per sintetizzare una
molecola di glucosio attraverso il ciclo di Calvin?
70
Lezione 3
LA FOTOSINTESI E L’AMBIENTE
71
7.11
La fotosintesi costruisce molecole organiche utilizzando energia solare, CO2 e acqua
▪ L’organizzazione strutturale del cloroplasto permette
di integrare le due fasi della fotosintesi e produrre
zucchero dal CO2
– La maggior parte degli esseri viventi dipende, per la
propria sopravvivenza, dal sistema di produzione delle
sostanze nutritive della fotosintesi
– Le piante sintetizzano molte più sostanze nutritive di
quelle di cui hanno bisogno e accumulano gli eccessi
sotto forma di amido, nelle radici, nei tuberi e nei frutti
72
H2O
Luce
CO2
Cloroplasto
NADP+
ADP
+ P
Fotosistema II
Membrana
del tilacoide
RuBP CICLO
DI CALVIN
3-PGA
(nello stroma)
Catene
di trasporto
degli elettroni
Fotosistema I
ATP
NADPH
Stroma
G3P
O2
Zuccheri
REAZIONI DELLA FASE LUMINOSA
CICLO DI CALVIN
Respirazione
cellulare
Cellulosa
Amido
Altri composti
organici
73
7.11
La fotosintesi costruisce molecole organiche utilizzando energia solare, CO2 e acqua
STEP BY STEP
Perché un veleno che inibisce il ciclo di Calvin può
interrompere anche le reazioni della fase luminosa
della fotosintesi?
74
7.12 Nelle piante C4 e CAM si sono evoluti speciali
adattamenti che consentono di risparmiare
acqua nei climi aridi
alla luce dell’evoluzione
▪ Molte piante, in condizioni di caldo secco, chiudono
gli stomi per evitare la disidratazione
– In questo modo si rallenta anche lo scambio di O2 e CO2
con l’atmosfera
– Scarseggiando il CO2 il rubisco lega l’O2 al RuDP invece
del CO2 in un processo chiamato fotorespirazione
– Si forma un composto a due atomi di carbonio che viene
scisso dalla cellula in CO2 e H2O senza produrre glucosio
o ATP
75
7.12 Nelle piante C4 e CAM si sono evoluti speciali
adattamenti che consentono di risparmiare
acqua nei climi aridi
alla luce dell’evoluzione
▪ In alcune piante si sono evolute modalità
alternative di fissazione del CO2, che risparmiano
acqua senza rallentare la fotosintesi
– Le piante C4 fissano il carbonio in un composto a
quattro atomi di carbonio prima del ciclo di Calvin
– Quando il clima è molto secco e caldo, una pianta C4
chiude gli stomi, ma continua ad alimentare il ciclo di
Calvin con il carbonio immagazzinato nel composto a
quattro atomi di carbonio
76
7.12 Nelle piante C4 e CAM si sono evoluti speciali
adattamenti che consentono di risparmiare
acqua nei climi aridi
alla luce dell’evoluzione
▪ Le piante CAM, come cactus e ananas, risparmiano
acqua aprendo gli stomi solo durante la notte
– Il CO2 entra nelle foglie solo di notte e il carbonio viene
fissato in un composto a quattro atomi di carbonio (come
nelle piante C4)
– Durante il giorno il ciclo di Calvin è alimentato con il
carbonio proveniente da questo composto di stoccaggio
77
Cellule del
mesofillo
CO2
CO2
Notte
Composto 4-C
Composto 4-C
CO2
CO2
CICLO
DI CALVIN
CICLO
DI CALVIN
Cellula
della guaina
del fascio
Zucchero 3-C
Zucchero 3-C
Pianta C4
Pianta CAM
78
Giorno
7.12 Nelle piante C4 e CAM si sono evoluti speciali
adattamenti che consentono di risparmiare
acqua nei climi aridi
alla luce dell’evoluzione
STEP BY STEP
Perché la fotorespirazione è “uno spreco” per le
piante C3?
79
Se la Terra diventa una serra
COLLEGAMENTO
▪ In una serra le pareti trasparenti permettono
l’ingresso di luce e rallentano la dispersione di
calore innalzando la temperatura interna
– L’effetto serra si verifica con lo stesso meccanismo
applicato su scala globale
– Alcuni dei gas dell’atmosfera (chiamati gas serra)
riflettono sulla Terra il calore irradiato dal suolo
impedendone la dispersione e creando un ambiente
caldo fondamentale per la vita sul pianeta
80
ambiente
Se la Terra diventa una serra
COLLEGAMENTO
ambiente
▪ L’aumento della concentrazione di gas serra
potrebbe essere legato al riscaldamento globale,
un aumento lento ma costante della temperatura
della superficie terrestre
– Negli ultimi 150 anni la concentrazione atmosferica di
CO2 è aumentata del 40% a causa dell’utilizzo di
combustibili fossili
– Nei prossimi anni il riscaldamento globale potrebbe
portare a conseguenze gravi, come lo scioglimento dei
ghiacci polari, una maggiore frequenza di fenomeni
atmosferici violenti e la diffusione di malattie tropicali
81
Se la Terra diventa una serra
COLLEGAMENTO
ambiente
▪ Gli organismi fotosintetici possono contribuire a
ridurre la concentrazione del CO2 in atmosfera
– Sfortunatamente, l’aumento dei livelli atmosferici di CO2
nell’ultimo secolo è stato accompagnato anche da
un’estesa deforestazione
▪ Il verde aiuta ma non basta
– I composti azotati derivanti dall’agricoltura intensiva
contribuiscono all’effetto serra annullando gli effetti
benefici del sequestro di CO2 da parte delle piante
coltivate
82
Parte del calore
viene dispersa
nello spazio
Luce solare
Atmosfera
Il calore irradiato
dalla superficie
terrestre viene
intrappolato
dal CO2 e da
altri gas
83
84