La fotosintesi trasforma in energia chimica la luce del sole


Gli autotrofi come le piante sanno convertire l'energia luminosa in molecole di glucosio attraverso la fotosintesi. Essa avviene con due diverse serie di reazioni, che si svolgono in parti diverse dei cloroplasti. Le "reazioni alla luce" si svolgono sulla superficie dei sistemi membranosi interni dei cloroplasti grazie alla presenza dei pigmenti fotosintetici, cioè molecole come clorofilla e carotenoidi.
Qui l'energia luminosa viene spesa per la dissociazione di molecole di acqua in anidride carbonica e atomi di idrogeno, utilizzati successivamente per generare ATP. Le "reazioni al buio" invece non richiedono energia luminosa e avvengono nei cloroplasti. Qui avviene la riduzione di CO2 a glucosio con una sequenza di reazioni detta Ciclo di Calvin. Il Co2 si combina con uno zucchero a 5 atomi di carbonio chiamato 'ribulosio-1.5-bifosfato' dh3 si rigenera al termine di ogni serie di reazioni. Il ciclo di Calvin si divide in 3 fasi:
-fase della fissazione: le molecole di CO2 vengono fissate sulle molecole di questo tipo di zucchero attraverso una reazione catalizzata dall'enzima "rubisco".
-fase della riduzione: le molecole di 3-fosfoglicerato sono ridotte a gliceraldeide-3-fosfato (G3P)
-fase della rigenerazione: 5 molecole su 6 di G3P rigenerano molecole di zucchero originario. Una parte di G3P viene trasformato in piruvato, una parte in amido, una parte in saccarosio.
Le piante possono compiere vie metaboliche contrastanti contemporaneamente perché avvengono in arti diverse della cellula. Di giorno le piante producono energia attraverso le reazioni alla luce e al buio, mentre di notte le cellule vegetali si procurano energia ossidando il materiale organico attraverso la glicolisi. Esse producono quindi una quantità elevata di zuccheri, superiore a quella che utilizza per vivere. Quindi gli organismi che svolgono la fotosintesi sono in grado di procurare cibo per se stessi e anche per quasi tutti gli altri organismi. Esseri umani e animali sono infatti dipendenti dalle biomolecole prodotte dalla fotosintesi.
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