Concetti Chiave
- Le piante C3 utilizzano il ciclo di Calvin-Benson per fissare il CO2, producendo 3-fosfoglicerato come primo prodotto.
- L'enzima rubisco è cruciale per la fissazione del CO2, ma richiede alte concentrazioni di anidride carbonica per evitare la fotorespirazione.
- Gli scambi gassosi nelle piante avvengono attraverso gli stomi, il cui volume è regolato dalle cellule di guardia in base all'osmosi.
- In condizioni di stress idrico, le piante C3 chiudono gli stomi, riducendo l'ingresso di CO2 e incrementando la produzione di anidride carbonica.
- Le piante C3 sono tipiche delle zone temperate e risentono di una diminuzione dell'efficienza fotosintetica in ambienti tropicali.
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 dell'enzima rubisco nelle piante C3?
- Come reagiscono le piante C3 in condizioni di stress idrico?
- Qual è l'effetto della chiusura degli stomi sulle piante C3?
L'enzima rubisco nelle piante C3 è responsabile della fissazione dell'anidride carbonica al ribulosio 1-5 difosfato, ma richiede un'alta concentrazione di CO2 per funzionare efficacemente.
In condizioni di stress idrico, le piante C3 chiudono gli stomi per conservare l'acqua, riducendo l'ingresso di anidride carbonica e aumentando l'ossigeno, il che porta il rubisco a fissare l'ossigeno invece della CO2.
La chiusura degli stomi nelle piante C3 riduce l'efficienza fotosintetica poiché diminuisce l'anidride carbonica disponibile, portando il rubisco a produrre anidride carbonica invece di glucosio.
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