Concetti Chiave
- Il ciclo delle piante tropicali si basa su intermedi a 4 atomi di carbonio, differente dal ciclo di Calvin tradizionale.
- Le piante tropicali chiudono gli stomi per gestire l'insufficienza di CO2, fissando il carbonio tramite l'enzima PEP carbossilasi.
- L'acido ossalacetico è prodotto grazie a un'elevata affinità dell'enzima PEP per la CO2, anche in condizioni di bassa disponibilità.
- L'acido malico derivato dall'acido ossalacetico viene utilizzato per rilasciare CO2 nel ciclo di Calvin.
- Il ciclo delle piante tropicali ha un costo energetico più elevato, necessitando di 30 ATP per molecola di glucosio, rispetto ai 18 ATP delle piante C3.
Qual è il ciclo delle piante tropicali?
Questo ciclo prende il nome dagli intermedi a 4 atomi di carbonio.
Ha la medesima fase luminosa, ma cambia il ciclo di Calvin.
Le piante di origini tropicali hanno la necessità di tenere gli stomi chiusi. L’insufficienza di CO2 la risolvono fissando la CO2 assorbita nel tessuto a palizzata, ovvero legata all’acido fosfoenolpiruvato con l’enzima fosfoenolpiruvato carbossilasi (PEP).
Il ruolo dell'acido ossalacetico
Si forma così l’acido detto ossalacetico formato da quattro atomi di carbonio.
Questo enzima ha un’affinità molto elevata per la CO2 rispetto al rubasco, dunque funziona anche con quantità piccolissime.
L’acido ossalacetico è trasformato in acido malico, il quale viene convogliato dal tessuto a palizzata verso la guaina del fascio, ovvero le cellule a ridosso delle fasce vascolari.
Dall’acido malico c’è una decarbossilazione, si libera quindi CO2, che può essere usata nel ciclo di Calvin.
Efficienza e costi energetici
Perciò in questo processo c’è una fase di accumulo di CO2, grazie all’enzima PEP carbossilasi, prima del ciclo dei C3.
Questa fase però ha un determinato costo energetico, dunque per produrre una molecola di glucosio servono 30 di ATP ( mentre nell’altro processo ne bastavano soltanto diciotto).
Queste piante hanno la capacità di crescere molto velocemente, la maggior parte sono infestanti, come la gramigna.
Domande da interrogazione
- Qual è la principale differenza tra il ciclo delle piante tropicali e il ciclo di Calvin?
- Qual è il ruolo dell'acido ossalacetico nel processo di fissazione del carbonio?
- Quali sono i costi energetici associati al ciclo delle piante tropicali?
Il ciclo delle piante tropicali, pur avendo la stessa fase luminosa del ciclo di Calvin, si distingue per l'uso dell'acido ossalacetico e la necessità di mantenere gli stomi chiusi per gestire l'insufficienza di CO2.
L'acido ossalacetico, formato da quattro atomi di carbonio, è prodotto dall'enzima PEP carbossilasi, che ha un'alta affinità per la CO2, permettendo così la fissazione anche in condizioni di bassa disponibilità di CO2.
Il ciclo delle piante tropicali richiede un costo energetico maggiore, con 30 ATP necessari per produrre una molecola di glucosio, rispetto ai 18 ATP richiesti nel ciclo C3, nonostante queste piante possano crescere molto rapidamente.
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