Concetti Chiave
- Le piante tropicali si sono evolute per mantenere chiusi gli stomi, riducendo la fotosintesi, e utilizzano il meccanismo della fotosintesi C4 per ottimizzare l'uso della CO2.
- Nel meccanismo della fotosintesi C4, la Rubisco è localizzata in una zona protetta, evitando la sua sensibilità a ossigeno e CO2, aumentando così l'efficienza della fissazione della CO2.
- La fase luminosa della fotosintesi avviene nel mesofillo, mentre la fase oscura si svolge nelle cellule della guaina del fascio, facilitando il trasporto della CO2.
- La CO2 nel mesofillo viene convertita in acido ossalacetico, che è poi ridotto ad acido malico e trasportato alle cellule della guaina del fascio.
- Il ciclo di Calvin utilizza la CO2 disponibile nella guaina del fascio, permettendo agli stomi di rimanere aperti più a lungo e accumulando gas nell'aerenchima.
Adattamenti delle piante tropicali
Ci sono piante che vivono in ambienti molto particolari, come quelli tropicali e sub tropicali. Queste piante tendono a tenere chiusi il più possibile gli stomi, Questo porterebbe a ridurre la fotosintesi. Allora le piante si sono evolute, adottando la fotosintesi C4 (in ambiente tropicale l’accrescimento è molto rapido, quindi è richiesta molta energia).
Qual è il meccanismo della fotosintesi C4?
Essendo la Rubisco sensibile sia all’ossigeno che all’anidride carbonica, le piante C4 hanno fatto in modo che questo enzima non sia presente subito nel mesofillo, ma sia presente in una zona più protetta. Queste piante compiono la fase luminosa a livello del mesofillo, e in tutte le cellule con dei cloroplasti. La fase oscura invece avviene solamente nelle cellule della guaina del fascio. Questo perché così le cellule possono trasportare la CO2 dalle cellule del mesofillo alle cellule della guaina del fascio.
Ciclo di Calvin e trasporto CO2
La CO2 nel mesofillo è fissata dalla pep-carbossilasi, che ha il solo compito di trasportare la CO2 dalle cellule del mesofillo a quelle della guaina del fascio. Si forma acido ossalacetico, che è ridotto ad acido malico, il quale viene accumulato nel vacuolo, e poi trasportato attraverso le cellule a livello della guaina del fascio, dove la CO2 è resa subito disponibile e l’acido malico è convertito ad acido piruvico. La CO2 è quindi immessa nel ciclo di Calvin, mentre l’acido piruvico ritorna alle cellule del mesofillo, viene riconvertito in fosfo-enolpiruvato e ricomincia il ciclo. In questo modo gli stomi possono stare aperti per più tempo e accumulare dei gas nell’aerenchima.
Domande da interrogazione
- Quali sono gli adattamenti delle piante tropicali per ottimizzare la fotosintesi?
- Come funziona il meccanismo della fotosintesi C4 nelle piante?
- Qual è il ruolo della pep-carbossilasi nel ciclo di Calvin?
Le piante tropicali tendono a mantenere chiusi gli stomi per ridurre la fotosintesi, ma si sono evolute adottando la fotosintesi C4, che consente un accrescimento rapido e un utilizzo efficiente dell'energia (come descritto nel testo).
Nelle piante C4, l'enzima Rubisco è localizzato in una zona protetta, permettendo la fase luminosa nel mesofillo e la fase oscura nelle cellule della guaina del fascio, facilitando il trasporto della CO2 (secondo quanto riportato nel testo).
La pep-carbossilasi fissa la CO2 nel mesofillo e la trasporta alla guaina del fascio, dove viene convertita in acido piruvico e immessa nel ciclo di Calvin, permettendo così una maggiore apertura degli stomi e l'accumulo di gas (come spiegato nel testo).
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