LA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA
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FOTOSINTESI CLOROFILLIANA
La fotosintesi clorofilliana è un processo estremamente importante in quanto rappresenta la prima fase del ciclo dell'energia negli organismi viventi.
LA CLOROFILLA
La fotosintesi clorofilliana è un processo che avviene nelle piante verdi, nelle cui foglie si trovano i cloroplasti, degli organi che contengono un pigmento detto clorofilla capace di trasformare l'energia luminosa del Sole in energia chimica.
La clorofilla funziona come un catalizzatore e per questo viene detta fotocatalizzatore.
Attraverso la fotosintesi, le piante verdi usano l'energia solare per trasformare acqua ed anidride carbonica in glucosio (cioè in carboidrati ad alto contenuto energetico) ed ossigeno (che rappresenta un prodotto di scarto).
CLOROPLASTI
I cloroplasti contengono delle membrane che hanno la forma di sacchetti appiattiti e che prendono il nome di tilacoidi. Essi sono sovrapposti in modo da formare delle strutture dette grana.
Le molecole di clorofilla si trovano nelle membrane dei tilacoidi, il cui compito è quello di assorbire la luce.
La parte esterna ai tilacoidi prende il nome di stroma.
All’interno delle membrane tilacoidali, i pigmenti che hanno il compito di assorbire energia solare sono organizzati in fotosistemi. All’interno di essi, tutte le molecole dei pigmenti hanno la capacità di assorbire l'energia luminosa. Tuttavia, alcune molecole sono in grado di trasformare tale energia in energia chimica, mentre altre molecole bloccano tale energia e la indirizzano alle molecole in grado di trasformarla in energia chimica.
FORMAZIONE DEL GLUCOSIO
Le piante assorbono:
- l'acqua dal suolo;
- l'anidride carbonica dall'aria.
Grazie alla clorofilla, acqua ed anidride carbonica vengono uniti e vanno a formare un composto più complesso, il glucosio, che costiuisce una fonte di energia per tutti gli esseri viventi.
Mediante l'energia luminosa, 6 molecole di anidride carbonica (chiamata anche diossido di carbonio) provenienti dall'aria e 6 molecole di acqua assorbita dal terreno mediante le radici) danno vita ad una molecola di glucosio e 6 molecole di ossigeno gassoso. In altre parole:
6 CO2 + 6 H 20 → C6H12O6 + 6 O2
FASI DELLA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA
Nella fotosintesi clorofilliana possiamo individuare due fasi:
- la prima è detta fase luminosa ed avviene solamente in presenza di luce;
- la seconda è detta fase oscura o ciclo di Calvin e può avvenire sia in presenza di luce che in sua assenza, in quanto non impiega direttamente la luce.
La fase luminosa si svolge nelle membrane dei tilacoidi. Durante questa fase vengono prodotti: ATP e NADPH, ovvero molecole trasportatrici di energia.
La fase oscura si svolge nello stroma e durante tale fase, utilizzando le molecole prodotte nella fase luminosa, si ottengono zuccheri.
| Fase | Organo in cui avviene | Prodotti ottenuti |
|---|---|---|
| LUMINOSA | TILACOIDI | ATP e NADPH |
| OSCURA | STROMA | ZUCCHERO |
FASE LUMINOSA
Durante la fase luminosa, l'elettrone della molecola di clorofilla assorbe un fotone, cioè un'unità di energia luminosa.
L'elettrone ad alta energia viene trasferito lungo una catena di trasporto che si trova nella membrana dei tilacoidi.
Durante la catena di trasporto, una parte dell'energia viene impiegata per produrre ATP (ovvero Adenosintrifosfato).
L'ATP è un composto che si forma a partire dall'ADP e da un radicale di acido fosforico.
Al termine di questa catena l'elettrone viene trasferito alla molecola trasportatrice NADP+ (ovvero Nicotinammide Adenina Dinucleotide Fosfato) che viene convertita in NADPH.
La molecola d'acqua viene scissa, per mezzo delle radiazioni luminose, in ioni di idrogeno ed atomi di ossigeno. Durante questa scissione vengono liberati degli elettroni che sono restituiti alle molecole di clorofilla che in questo modo recuperano gli elettroni perduti.
L'ossigeno che si forma dalla scissione dell'acqua, e che viene liberato nell'atmosfera, è un prodotto di scarto. La reazione che si verifica nella fase luminosa costituisce la fonte di quasi tutto l'ossigeno che troviamo nell'atmosfera.
FASE OSCURA
La fase oscura non necessita dell'energia luminosa: in questa fase viene utilizzata l'energia contenuta nell'ATP e nel NADPH prodotti nella fase luminosa.
In questa fase si hanno una serie di reazioni che, partendo dal diosssido di carbonio assorbito dall'aria, portano alla formazione del PGA (ovvero acido fosfoglicerico).
Impiegando l'energia presente nell'elettrone eccitato, il PGA viene trasformato in uno zucchero a 3 atomi di carbonio il quale, in seguito ad altre reazioni, dà origine al glucosio, cioè ad uno zucchero a 6 atomi di carbonio.
Una parte di queste molecole entra nel citoplasma dove viene trasformato in glucosio, lipidi, amminoacidi ed altre sostanze necessarie per la vita delle piante. Altre molecole, invece, restano nello stroma per dare inizio a delle nuove fasi oscure.
ATP e NADPH, dopo aver ceduto la propria energia nella fase oscura, si trasformano in nuove molecole di ADP e NADP+ che saranno nuovamente impiegate nella fase luminosa.
