Concetti Chiave
- La fotosintesi è un processo endoergonico che utilizza la luce per sintetizzare sostanze organiche, impiegando CO2 e acqua nella fotosintesi ossigenica.
- I cloroplasti, sede della fotosintesi, contengono membrane tilacoidali dove avvengono le reazioni luminose, e il ciclo di Calvin nello stroma per fissare CO2 e zuccheri.
- La luce è un'onda elettromagnetica con caratteristiche di onda e particella; l'energia dei fotoni è proporzionale alla loro frequenza e inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda.
- Lo spettro elettromagnetico comprende diverse regioni, con l'energia dei fotoni che varia a seconda della loro lunghezza d'onda, da gamma (alta energia) a onde radio (bassa energia).
- L'esperimento sulla fotosintesi ha identificato il range di lunghezze d'onda attive, noto come PAR, utilizzando un campione di alghe per osservare l'emissione di ossigeno.
La fotosintesi è un processo endoergonico che utilizza la luce come fonte primaria di energia per sintetizzare sostanze organiche (fotosintesi ossigenica):
CO2+2H2O→(CH2O)n + O2 + H2O
Indice
Quali sono i dettagli del processo fotosintetico?
ATP e potere riducente sono utilizzati per catturare CO2 atmosferica e trasformarli in carbonio.
Non utilizza H2O come donatore di elettroni e non rilascia O2.
Per produrre glucosio, i solfobatteri non usano acqua come fonte di H ma donatori come H2S (acido solfidrico) e ione tiosolfato (S2O3).
Struttura del cloroplasto
La fotosintesi si localizza nel cloroplasto a livello delle membrane tilacoidali abbiamo le reazioni e i prodotti della fase luminosa generata nello stroma del cloroplasto entrano nel ciclo di calvin, che consente di fissare la CO2 e zuccheri carboidrati.
Avvolto da doppia membrana, esterna e interna. Immersi nello stroma ci sono i tilacoidi che formano i grana (formato da più tilacoidi impilati l’uno sull’altro).
Caratteristiche della luce
È un’onda trasversale elettromagnetica e consiste di campi elettrici e magnetici oscillanti perpendicolarmente gli uni rispetto agli altri.
Energia radiante: rappresentata come una corrente di particelle, i quanti. Un quanto di luce è un fotone. L’energia di un fotone dipende dalla sua lunghezza d’onda.
L’energia di un fotone dipende dalla sua lunghezza d’onda secondo l’equazione:
Particelle che viaggiano trasportando energia di intensità diversa. Un determinato fotone avrà un’energia direttamente proporzionale alla sua frequenza. La frequenza è inversamente proporzionale alla sua lunghezza.
La luce possiede allo stesso tempo le caratteristiche di un’onda e di una particella.
Un’onda è caratterizzata da una lunghezza d’onda.
Proprietà delle onde elettromagnetiche
Lo spettro elettromagnetico: copre una serie di regioni che possono essere rappresentate da uno schema classico. La lunghezza d’onda aumenta progressivamente (da sx verso dx). Un’onda elettromagnetica è descritta dalle seguenti proprietà fisiche: frequenza (F), lunghezza d’onda (λ), energia del fotone (E)
-La lunghezza d’onda è inversamente proporzionale alla frequenza.
-L’energia E di un fotone è direttamente proporzionale alla frequenza
-I fotoni associati alla radiazione gamma possiedono energia elevata, mentre i fotoni associati alle microonde e alle onde radio possiedono energia estremamente bassa.
Esperimento sulla fotosintesi
Prima determinazione sperimentale delle lambda attive nella fotosintesi.
Ha consentito di dimostrare qual era quel range di lunghezze d’onda che sono attive per quanto riguarda la fotosintesi. Questo range è stato chiamato PAR (photosynthetic active radiation).
Hanno preso un vetrino su cui hanno espositivo un campione di cellule di un’alga verde Spyrogira, questa ha un cloroplasto che ha una forma a spirale. Nel vetrino hanno anche messo un aliquota di batteri aerotattici, che rispondono in presenza di O e migrano verso la fonte di O. Se le cellule fanno fotosintesi emettono ossigeno molecolare, i batteri aerotattici si concentreranno laddove avviene emissione di O e quindi fotosintesi. Se si riesce a scomporre un fascio di luce nel visibile, riusciamo a vedere quali lunghezze d’onda sono fotosinteticamente attive.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dell'ATP nella fotosintesi?
- Dove avviene la fotosintesi all'interno della cellula vegetale?
- Quali sono le caratteristiche fondamentali della luce in relazione alla fotosintesi?
- Cosa ha rivelato l'esperimento sulla fotosintesi riguardo alle lunghezze d'onda attive?
L'ATP è utilizzato nel processo fotosintetico per catturare CO2 atmosferica e trasformarla in carbonio, come descritto nel testo.
La fotosintesi si svolge nel cloroplasto, in particolare a livello delle membrane tilacoidali, dove avvengono le reazioni della fase luminosa e il ciclo di Calvin fissa la CO2.
La luce è un'onda trasversale elettromagnetica composta da campi elettrici e magnetici oscillanti, e la sua energia dipende dalla lunghezza d'onda, con fotoni che possiedono energia direttamente proporzionale alla frequenza.
L'esperimento ha identificato il range di lunghezze d'onda attive per la fotosintesi, noto come PAR (photosynthetic active radiation), dimostrando che le cellule di alghe verdi emettono ossigeno in presenza di luce fotosinteticamente attiva.
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