E1 - Valutazione dell’attività fotosintetica in cloroplasti di spinacio
Destinatari
Classi IV e V
Obiettivi didattici
Estrarre i cloroplasti di spinacio e analizzare una parte del processo fotosintetico utilizzando uno
spettrofotometro.
Prerequisiti
Fotosintesi, cloroplasti, pigmenti fotosintetici e spettrofotometria.
Descrizione
I cloroplasti sono organuli presenti nelle cellule delle piante e nelle alghe eucariotiche deputati ai
processi fotosintetici. Hanno forma ovoidale o sferica, sono presenti in numero variabile dai 20 ai 40
per cellula e sono delimitati da due membrane. La membrana esterna è permeabile alla maggior parte
delle molecole, mentre quella interna è più selettiva ed è attraversata da specifiche proteine di
trasporto. I due doppi strati lipidici sono separati da uno spazio intermembrana, in cui è racchiuso
uno stroma all’interno del quale sono presenti, impilati gli uni sopra agli altri, dei sacchetti
membranosi - i tilacoidi - dove avvengono le prime fasi della fotosintesi. In laboratorio gli studenti
isoleranno i cloroplasti da spinaci e ne valuteranno l’attività fotosintetica tramite lo spettrofotometro,
come descritto da Robert Hill nel 1937. Hill, infatti, scoprì che un omogenato di foglia è in grado di
emettere ossigeno se viene illuminato in presenza di un sale ferrico come l'ossalato. Nel 1954 venne
dimostrato come il sistema in grado di svolgere ossigeno fosse localizzato nei tilacoidi dei cloroplasti.
Il sistema tilacoidale dei cloroplasti è dunque in grado di catalizzare la cosiddetta reazione di Hill,
definita come la fotoriduzione di un accettore di elettroni a spese dell'acqua (che libera il prodotto
dell'ossidazione, l'ossigeno molecolare). In vitro, se si aggiunge ai cloroplasti sotto illuminazione un
accettore di elettroni non fisiologico, (come il ferricianuro di potassio) questo può essere ridotto da
uno dei componenti della catena di trasporto degli elettroni. Tale reazione, oltre a chiarire e dimostrare
una parte della fotosintesi, è utile per studiare l’impiego di nuovi diserbanti in grado di interferire con
il processo fotosintetico.
