Concetti Chiave
- La fotosintesi clorofilliana è il processo attraverso il quale le piante, le alghe e i cianobatteri convertono l'energia solare in energia chimica, producendo glucosio da acqua e anidride carbonica.
- I cloroplasti, presenti nelle cellule eucariotiche, sono i "laboratori" della fotosintesi clorofilliana, cruciali nella catena alimentare come fonte primaria di energia per erbivori e altri consumatori.
- I cloroplasti contengono clorofilla e altri pigmenti accessori come carotenoidi, essenziali per assorbire la luce e trasferire energia alle clorofille.
- Queste strutture sono delimitate da due membrane e contengono uno stroma interno, con una terza membrana che forma tilacoidi, componenti essenziali per la fotosintesi.
- Due tipi principali di clorofille, P700 e P680, formano i centri di reazione nei Fotosistemi I e II, essenziali per il trasferimento di elettroni durante la fotosintesi.
Indice
Il ruolo delle piante verdi
Le piante verdi, le alghe eucariotiche e i cianobatteri trasformano l’energia delle radiazioni solari in energia chimica dei composti organici. Essi sono in grado di costruire glucosio e altre molecole organiche a partire da H20 e CO2, utilizzando radiazioni elettromagnetiche dello spettro visibile emesse dal sole; vengono pertanto definiti organismi autotrofi.
È dunque il sole la fonte primaria dell’energia utilizzata dalle cellule .Il processo della fotosintesi
Nelle cellule eucariotiche il laboratorio in cui il processo si realizza è il cloroplasto.
L’organicazione del carbonio, meglio definita come fotosintesi clorofilliana, costituisce il processo di partenza o l’anello fondamentale della catena alimentare. Le piante producono composti organici, che vengono poi assunti dagli erbivori, che si nutrono solo di questi composti, e da tutti quegli organismi che si nutrono sia di piante sia di animali (carnivori, onnivori).
Struttura e funzione dei cloroplasti
I cloroplasti sono plastidi contenenti clorofilla. Oltre ai vari tipi di clorofilla, contengono anche pigmenti accessori, quali carotenoidi, ficocianine e ficoeritrine,che assorbono energia luminosa e la trasferiscono alle clorofille.
I cloroplasti hanno forma varia, ovoidale,sferoidale, e dimensioni dell’ordine di pochi m (1-5 μm di diametro). Sono circondati da due membrane limitanti di natura lipoproteica, che delimitano un compartimento intermembrana e racchiudono un compartimento intero, lo stroma . In quest’ultimo vi sono lipidi,proteine anche enzimatiche,amido; sono presenti inoltre DNA e ribosomi. Nello stroma vi è una terza membrana distinta che dà luogo a un sistema di pieghe che assumono la configurazione di sacchi appiattiti , detti tilacoidi . Un numero vario di tilacoidi disposti l’uno sull’altro, cioè impilati,costituiscono un granum (pl. grana). I cloroplasti sono caratterizzati pertanto da tre sistemi di membrane. Nelle membrane tilacoidi vi sono tutti i complessi molecolari attivi in presenza di luce.
I fotosistemi e il loro funzionamento
Le due principali clorofille rinvenute nelle piante superiori sono la clorofilla a e la clorofilla b.
Le molecole delle clorofille (in numero di 50-100) e dei carotenoidi, associate a molecole di proteine e di altri composti, costituiscono i Fotosistemi I e II.
In ciascun Fotosistema una o due molecole di clorofilla a formano un centro di reazione: da qui gli elettroni della clorofilla che hanno assorbito quanti di energia luminosa (fotoni), "saltano” su orbitali stabili di un accettore primario .
Il centro di reazione del Fotosistema I contiene, associate a proteine, molecole di clorofilla a che hanno un picco di assorbimento a 700 nm e sono chiamate P700. Il centro di reazione del Fotosistema II consta di molecole di clorofilla, che assorbono radiazioni di minore lunghezza d’onde, 680 nm, per cui vengono definite P680.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo principale della fotosintesi clorofilliana nelle piante?
- Quali sono i componenti principali dei cloroplasti e la loro funzione?
- Come sono strutturati i cloroplasti e quali sono le loro caratteristiche distintive?
- Qual è la differenza tra i Fotosistemi I e II nei cloroplasti?
La fotosintesi clorofilliana trasforma l'energia solare in energia chimica, permettendo alle piante di produrre glucosio e altre molecole organiche da H2O e CO2, fungendo da base della catena alimentare.
I cloroplasti contengono clorofilla e pigmenti accessori come carotenoidi, ficocianine e ficoeritrine, che assorbono energia luminosa e la trasferiscono alle clorofille per la fotosintesi.
I cloroplasti hanno una forma ovoidale o sferoidale, sono circondati da due membrane e contengono uno stroma con DNA, ribosomi e tilacoidi, che formano i grana, essenziali per la fotosintesi.
Il Fotosistema I ha un centro di reazione con clorofilla a che assorbe a 700 nm (P700), mentre il Fotosistema II assorbe a 680 nm (P680), differenziandosi per la lunghezza d'onda delle radiazioni assorbite.
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