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Concetti Chiave

  • Gli autotrofi sintetizzano carboidrati da molecole inorganiche, utilizzando energia solare o chimica a seconda della loro categoria.
  • La fotosintesi produce glucosio e ossigeno a partire da anidride carbonica e acqua, suddividendosi in fase luminosa e fase oscura (ciclo di Calvin).
  • La glicolisi avviene nel citoplasma e produce ATP, NADH e acido piruvico, con diverse vie energetiche in condizioni anaerobiche e aerobiche.
  • Il rubisco è l'enzima chiave per la fissazione del carbonio, la cui attività varia in base alla concentrazione di CO2, dando origine alla foto-respirazione.
  • Le piante C3 sperimentano foto-respirazione in condizioni di chiusura degli stromi, mentre le piante C4 fissano CO2 in composti a 4 atomi di carbonio per ottimizzare la fotosintesi.

Indice

  1. Sintesi dei carboidrati negli autotrofi
  2. Processo della glicolisi
  3. Ruolo dell'enzima rubisco

Sintesi dei carboidrati negli autotrofi

Gli autotrofi sono in grado di sintetizzare carboidrati o molecole complesse a partire da semplici molecole inorganiche, necessitano però di energia che i foto-autotrofi, come le piante, ricavano dal sole, mentre i chemioautotrofi da reazioni chimiche. La fotosintesi da 6 molecole di anidride carbonica e 6 molecole di acqua, permette di ottenere glucosio e 6 molecole di ossigeno. Si divide in una fase luminosa che avviene nei tilacoidi e in una oscura (ciclo di Calvin) che avviene nello stroma. N.B.: La clorofilla presenta al centro uno ione magnesio e le clorofille a e b sono identiche eccetto che per un gruppo metile e aldeidico.

Processo della glicolisi

La glicolisi avviene nel citoplasma attraverso 10 reazioni divise in 2 fasi (endo/esoergoniche). Da una molecola di glucosio di ottengono 2 Atp, 2 Nadh+H+ e 2 molecole di acido piruvico. A seguito della glicolisi in condizioni anaerobiche avviene la fermentazione che non produce energia, invece in condizioni aerobiche avviene la respirazione cellulare che produce 6Co2, 6H2O e 32 Atp.

Ruolo dell'enzima rubisco

L’enzima che catalizza la fissazione del carbonio è il rubisco, la proteina più abbondante sulla Terra. Tale enzima utilizza anidride carbonica, Atp e Nadph+H+ per produrre G3P; se però la concentrazione di CO2 è bassa, viene utilizzato ossigeno; avviene così la foto-respirazione che produce una minore fissazione del carbonio. Inoltre nelle piante C3 la foto-respirazione avviene a seguito della chiusura degli stromi per evitare l’evaporazione dell’acqua nelle giornate torride, invece nelle C4 la CO2 viene fissata in un composto a 4 atomi di carbonio.

Domande da interrogazione

  1. Qual è il processo attraverso il quale gli autotrofi sintetizzano carboidrati?
  2. Gli autotrofi sintetizzano carboidrati a partire da molecole inorganiche, utilizzando energia che i foto-autotrofi ricavano dal sole e i chemioautotrofi da reazioni chimiche. La fotosintesi, che avviene in due fasi, produce glucosio e ossigeno a partire da anidride carbonica e acqua.

  3. Qual è il risultato della glicolisi e quali sono le sue fasi?
  4. La glicolisi, che avviene nel citoplasma, produce 2 ATP, 2 NADH+H+ e 2 molecole di acido piruvico attraverso 10 reazioni divise in fasi endo e esoergoniche. In condizioni aerobiche, segue la respirazione cellulare, mentre in condizioni anaerobiche avviene la fermentazione.

  5. Qual è il ruolo dell'enzima rubisco nella fissazione del carbonio?
  6. Il rubisco è l'enzima che catalizza la fissazione del carbonio, utilizzando anidride carbonica, ATP e NADPH+H+ per produrre G3P. In condizioni di bassa concentrazione di CO2, può utilizzare ossigeno, portando alla foto-respirazione, che riduce l'efficienza della fissazione del carbonio.

Domande e risposte

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