Concetti Chiave
- Le piante si classificano in C3, C4 e CAM, con il ciclo di Calvin-Benson che inizia con il 3 fosfoglicerato nelle piante C3.
- Il ribulosiodifosfato carbossilasi (rubisco) è un enzima chiave per la fissazione dell'anidride carbonica nelle piante C3, ma richiede alte concentrazioni di CO2 per operare efficacemente.
- Gli stomi, controllati dalle cellule di guardia, regolano gli scambi gassosi e possono chiudersi in condizioni di stress idrico per conservare acqua.
- Le piante C3, tipiche delle zone temperate, affrontano problemi in ambienti tropicali a causa della riduzione della disponibilità di anidride carbonica e aumento dell'ossigeno durante lo stress idrico.
- La chiusura degli stomi nelle piante C3 compromette l'efficienza fotosintetica, poiché il rubisco inizia a fissare l'ossigeno anziché la CO2, riducendo la produzione di glucosio.
Indice
Tipi di piante e ciclo di Calvin-Benson
Esistono in natura piante di tipo C3,C4,CAM. L’anidride carbonica entra nel mesofillo ( formato dai due tessuti, a palizzata e lacunoso) dove ci sono i cloroplasti. Parliamo di piante C3 perché il ciclo di Calvin-Benson comincia con il 3 fosfoglicerato. E' presente inoltre un enzima: il ribulosiodifosfato carbossilasi (rubisco). Questo enzima ha un limite, affinché possa fissare l’anidride carbonica al ribulosio 1-5 difosfato, deve essere presente CO2 in alta concentrazione. Se questa concentrazione fosse bassa, il RUDP Carbossilasi darebbe vita ad un'altra attività, la fotorespirazione delle piante C4, che non produce glucosio ma anidride carbonica, perché fissa l’ossigeno.
Funzione degli stomi nelle piante
Nelle piante ci sono delle bocche di uscita, dei fori (stomi) circondati da delle cellule chiamate cellule di guardia. Queste modificano il loro volume in base all’osmosi: le piante con poca acqua chiudono gli stomi facendo richiamare acqua dalle cellule di guardia a quelle circostanti, si afflosciano (le cellule di guardia) e chiudono questo lume. La pianta in questo caso è come se entrasse in un meccanismo di difesa. Se ci fosse grande disponibilità d’acqua sarebbero poi le cellule circostanti che darebbero acqua e le cellule di guardia diventano più turgide. Gli stomi sono molto più diffusi nell’epidermide inferiore, servono a far avvenire gli scambi gassosi.
Problemi delle piante C3 in ambienti tropicali
Il ciclo che abbiamo descritto è quello delle piante C3 (tipiche delle zone temperate). Abbiamo visto che il rubisco per funzionare ha bisogno di un alto contenuto di anidride carbonica, quindi le piante C3 vanno incontro a problemi del tipo stress idrico, che le portano a chiudere gli stomi, diminuisce l’anidride carbonica, aumenta l’ossigeno e il rubisco comincia a fissarlo producendo anidride carbonica. L'efficienza fotosintetica di una pianta del genere in un ambiente tropicale si abbasserebbe.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo del rubisco nel ciclo di Calvin-Benson delle piante C3?
- Come funzionano gli stomi nelle piante e quale è la loro importanza?
- Quali problemi affrontano le piante C3 in ambienti tropicali?
Il rubisco è un enzima fondamentale nel ciclo di Calvin-Benson, poiché fissa l'anidride carbonica al ribulosio 1-5 difosfato. Tuttavia, per funzionare efficacemente, richiede alte concentrazioni di CO2; in caso contrario, può attivare la fotorespirazione, che non produce glucosio ma anidride carbonica.
Gli stomi sono fori circondati da cellule di guardia che regolano gli scambi gassosi. In condizioni di scarsa disponibilità d'acqua, le cellule di guardia si afflosciano e chiudono gli stomi, mentre in presenza di abbondante acqua, si turgidiscono, permettendo così la regolazione della traspirazione e dell'assorbimento di CO2.
Le piante C3, tipiche delle zone temperate, affrontano stress idrico in ambienti tropicali, che le costringe a chiudere gli stomi. Questo porta a una diminuzione della CO2 disponibile e a un aumento dell'ossigeno, riducendo l'efficienza fotosintetica e causando problemi nella loro crescita.
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