Fondamenti di Fisiologia vegetale

NADPH

Il fotosistema uno è in grado anche di funzionare indipendentemente dal due, facendo la fotofosforilazione ciclica: gli elettroni possono deviare dalla discesa verso il NADP e andare in un accettore che collega fotosistema I e II, per poi essere ricondotti al centro di reazione del fotosistema I. Questa catena guida i protoni attraverso la membrana tilacoidale potendo così produrre ATP grazie alla collaborazione di una pompa protonica.

FASE OSCURA

In questa fase si fissa (lega covalentemente) e si riduce il carbonio oltre alla produzione di zuccheri semplici. Il carbonio da utilizzare è in forma di CO2, assorbito dall'acqua o dagli stomi. Tale riduzione avviene nello stroma dei cloroplasti attraverso il ciclo di Calvin: alla fine di ogni ciclo si ha la rigenerazione del composto di partenza, si svolge 3 fasi: 1) La CO2 viene fissata al RuBP (ribulosio 1,5 - bifosfato). Il complesso di CO2, H2O, ribulosio è legato ad un enzima: RuBP carbossilasi/ossigenasi (ossigenasi).In questo prodotto intermedio troviamo 3 carboni, per questo viene detto ciclo C3. Il composto viene immediatamente scisso in 2 molecole di 3-fosfoglicerato.

1. I 3-fosfoglicerati vengono ridotti a gliceraldeide 3-fosfato, ciò avviene grazie al NADPH.
2. Sono richieste 3 molecole di CO2 su 3 di RuBP per formare 6 molecole di gliceraldeide 3-fosfato.
3. 5 delle 6 molecole vengono utilizzate per rigenerare 3 molecole di RuBP, la restante è impiegata nella produzione di zuccheri, amminoacidi e grassi.

Se la rubisco lega O2 invece di CO2? Il sito attivo della rubisco non è specifico per la CO2, infatti compete con O2, altrettanto compatibile. Nel caso in esame non viene fissato il carbonio, bensì si cerca di recuperarlo attraverso la fotorespirazione. Ciò avviene in presenza scarsa di CO2. Dalla rubisco legata con O2 si formeranno una molecola di 3-fosfoglicerato (non 2) e una di fosfoglicolato, non utilizzabile, per questo si attua il processo per riciclare il carbonio.

via del recupero è molto lunga e coinvolge il cloroplasto, perossisoma e mitocondrio. Il processo volgerà a convertire due molecole di fosfoglicolato in una molecola dell'amminoacido serina e in una di CO2. Questo dunque è il processo di fotorespirazione, prettamente di salvataggio di carbonio.

Ci sono piante definite C4 di ambienti tropicali: usano l'enzima PEP-carbossilasi, che agisce prima della rubisco e ha un'affinità maggiore per la CO2, prelevandola dunque anche a scarse concentrazioni dalle cellule del mesofillo che essendo quasi in diretto contatto con la CO2 non hanno bisogno di aprire gli stomi durante il giorno. La CO2 è così legata all'acido fosfoenolpiruvico (PEP), che porta alla formazione dell'acido ossalacetico a 4C per mezzo della PEP-carbossilasi. L'acido ossalacetico è così trasportato fino alle cellule della guaina del fascio dove la CO2 viene liberata e usata nel ciclo di Calvin. Consumano

più energiaqueste piante rispetto alle C3, ma sono in grado di sopravvivere anche in climiaridi Crassulaceae),Ci sono infine le piante CAM (Metabolismo acido delle tipicodelle piante grasse e dell'ananas. Esse hanno sia la via C che la C non su3 4cellule diverse, ma che si attivano in momenti diversi della giornata. Infatti,durante la notte si aprono gli stomi e assumono CO che viene fissata in un2composto a 4C, e ceduta durante il dì al normale ciclo di Calvin quando glistomi sono chiusi. RIASSUMENDO:

3)TRASPIRAZIONE:Il 99% dell’acqua assorbita dalle radici è rilasciata sottoforma di vaporeacqueo nell’aria tramite le lenticelle e gli stomi. Questo fenomeno è dettotraspirazione e interessa tutta la parte subaerea della pianta, che è moltoestesa per massimizzare la superficie di assorbimento della luce, oltre al fattoche è necessario che le pareti delle cellule siano umide per permetterel’assorbimento di CO2: questa acqua

La traspirazione è il processo attraverso il quale l'acqua presente nelle piante evapora. Se la traspirazione è eccessiva, può causare disidratazione e la morte della pianta. Per questo motivo, le piante hanno sviluppato adattamenti per limitare la perdita di acqua, come la presenza di una cuticola impermeabile all'acqua e alla CO2.

La traspirazione avviene principalmente attraverso gli stomi, che sono piccole aperture presenti sulla superficie delle foglie. Quando l'acqua bagna le superfici cellulari delle foglie, evapora e si accumula negli spazi aeriferi del mesofillo. Il vapore acqueo viene poi disperso attraverso gli stomi.

Se gli stomi fossero chiusi, non ci sarebbe dispersione di acqua, ma la fotosintesi sarebbe molto ridotta poiché limitata alla CO2 prodotta con la respirazione.

La velocità di traspirazione è influenzata da diversi fattori, tra cui l'apertura e la chiusura degli stomi. Ogni aumento della temperatura di 10°C raddoppia la velocità di evaporazione, ma gli stomi si chiudono a temperature di 30-35°C. Inoltre, le correnti d'aria accelerano l'evaporazione.

Il meccanismo che regola l'apertura degli stomi è controllato dalle cellule di guardia. Quando queste cellule accumulano ioni... (testo incompleto)

potassio, ceduto dalle cellule compagne, rendono l'ambiente interno dellacellula ipertonico rispetto all'esterno e provocano il passaggio dell'acqua nellacellula secondo un meccanismo di osmosi. I vacuoli della cellula si riempiono ela rendono turgida: di conseguenza, l'apertura dello stoma aumenta. Quest'ultima strategia cellulare aumenta a sua volta la virtù delle cellule di guardia a gonfiarsi. Se, al contrario, le cellule di guardia cedono ioni potassio, la pressione osmotica fa uscire l'acqua dalla cellula, la quale si raggrinzisce chiudendo lo stoma.

TRASPORTO:

4) Trasporto xilematico: il trasporto che permette all'acqua di viaggiare dalle radici alle parti aeree che ha inizio la mattina ed ha minimo la sera.

Sappiamo che il movimento non è causato da una spinta dal basso perché la pressione radicale non è sempre presente e soprattutto sarebbe troppo scarsa. Sappiamo invece che l'acqua è tirata dall'alto. Vediamo step per step:

1. Nelle foglie l'acqua depositata sulle membrane evapora
2. L'acqua evaporata è rimpiazzata dall'acqua nel citoplasma che fuoriesce bagnando la membrana
3. La concentrazione dei soluti nella cellula aumenta, per osmosi l'acqua nelle cellule adiacenti vi si sposterà
4. Queste cellule a loro volta aumentando la concentrazione richiamano altra acqua: si crea una catena che raggiungerà il vaso dello xilema
5. Viene esercitata una pressione all'interno del vaso e grazie alla coesione dell'acqua questa tensione è trasmessa attraverso tutto il fusto fino alle radici

Dunque, secondo questa teoria, detta della coesione-tensione nuova acqua sarà assorbita dalla radice per essere

Assorbita dalle cellule e andare incontroad evaporazione. L'evaporazione ha una grande incidenza nella creazione dellatensione, ma in primo luogo c'è l'utilizzo dell'acqua nelle cellule delle foglie. Essenziale è la natura della parete dei vasi, che trattiene l'acqua contro lagravità.

Bolle d'aria: il fatto che non ci siano particelle estranee nei vasi perché filtrate dalle radici diminuisce il rischio di formazioni di bolle d'aria (emboli) nei vasi stessi. Le bolle d'aria causano la rottura delle colonned'acqua (cavitazione) e il riempimento dei vasi con aria (embolia).

Il fatto che ci siano punteggiature areolate previene che l'embolia sipropaghi nei vasi adiacenti. Emboli possono anche esser causati da ferite.