Fotosintesi clorofilliana: cos’è, fasi e perché è importante

Fotosintesi clorofilliana: cos’è, fasi e perché è importante

Fonte immagine: Foto di annca da Pixabay

La fotosintesi clorofilliana è il processo con cui le piante producono nutrienti impiegando l'anidride carbonica atmosferica, in presenza di luce solare.

La fotosintesi clorofilliana è la principale fonte di ossigeno nell’atmosfera. Senza questo processo, attraverso il quale le piante e alcuni altri organismi trasformano l’energia luminosa in energia chimica, il ciclo del carbonio non potrebbe verificarsi. Durante la fotosintesi nelle piante verdi l’energia della luce viene catturata e utilizzata per la conversione dell’acqua, dell’anidride carbonica e dei minerali in ossigeno e composti organici ricchi di energia.

Le fasi della fotosintesi

Spring

La fotosintesi è, in termini brevi, il processo che consente agli organismi vegetali e ad alcuni microrganismi di produrre glucosio, ossia uno zucchero semplice, a partire dall’acqua e dall’anidride carbonica. La fonte dell’energia necessaria al procedere delle reazioni chimiche implicate è la luce solare, assorbita da un particolare pigmento fotosensibile, ossia in grado di assorbire la radiazione luminosa: la clorofilla.

Tutto il processo chimico della fotosintesi si svolge in specifici organelli cellulari, chiamati cloroplasti. In questi ultimi si trovano due diverse forme della molecola della clorofilla, denominate clorofilla A e clorofilla B. Le due molecole sono sensibili a due lunghezze d’onda leggermente diverse. Entrambe, comunque, sono in grado di assorbire la luce blu e quella rossa: questa condizione è quella che fa apparire ai nostri occhi le piante e le loro foglie di colore verde.

Nel suo complesso, tutta la reazione chimica della fotosintesi clorofilliana può essere schematizzata nella formazione di una molecola di glucosio e di 6 molecole di ossigeno, a partire da 6 molecole di anidride carbonica e 6 molecole di acqua.

Il meccanismo della reazione appena descritta si può dividere in due fasi distinte: la prima viene comunemente definita fase luminosa, mentre la seconda è cosiddetta fase oscura. Entrambe avvengono nello stesso organello, il cloroplasto, ma in due aree ben distinte.
Nella prima fase, quella luminosa, la clorofilla assorbe la luce e, grazie all’energia fornita da questo processo, vengono sintetizzate due molecole di ATP. Infine, in seguito alla dissociazione dell’acqua, si libera ossigeno.

Nella fase oscura, invece, gli enzimi presenti nella cellula impiegano l’energia chimica contenuta nell’ATP e nel NADPH per ridurre l’anidride carbonica. Le reazioni di questa fase avvengono anche in assenza di luce e vengono comunemente definite come ciclo di Calvin. Durante il ciclo di Calvin, uno zucchero a 5 atomi di carbonio si lega con una molecola di anidride carbonica, formando un composto instabile che reagisce con una molecola d’acqua. Dalla reazione si producono due molecole di acido fosfoglicerico, che viene trasformato in fosfogliceraldeide. Nel ciclo di Calvin si producono 12 molecole di questa aldeide, di cui 10 sono utilizzate per rigenerare lo zucchero a 5 atomi di carbonio: due si combinano tra loro a formare una molecola di glucosio. Il glucosio così formato può essere impiegato nel corso della respirazione cellulare, o convertito in grassi o altri costituenti della cellula, o immagazzinato come amido o trasformato in cellulosa.

A che cosa serve la fotosintesi clorofilliana

Sole a novembre

Senza tale processo ci sarebbe davvero poco ossigeno sul Pianeta e verrebbero a cessare le condizioni base della vita. Oltre a mancare la possibilità di respirare, ci sarebbe poco cibo o altra materia organica sulla Terra. Gli unici organismi in grado di esistere in tali condizioni sarebbero i batteri chemiosintetici, ossia microrganismi in grado di utilizzare l’energia chimica di alcuni composti inorganici e, quindi, indipendenti dalla conversione dell’energia luminosa. Inoltre, l’energia prodotta dalla fotosintesi effettuata dalle piante milioni di anni fa è responsabile della formazione dei combustibili fossili – carbone, petrolio e gas – che alimentano la società industriale. Questi carburanti non solo forniscono gran parte dell’energia utilizzata nelle fabbriche, nelle case e nei trasporti, ma servono anche come materia prima per la plastica e altri prodotti e materiali sintetici.

Oggi la civiltà contemporanea sta esaurendo le riserve fossili accumulate nel corso di milioni di anni. Di conseguenza, l’anidride carbonica che è stata rimossa dall’aria per produrre carboidrati nel corso di milioni di anni viene restituita a un ritmo incredibilmente rapido. La concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera terrestre sta aumentando più velocemente di quanto sia mai successo nella storia della Terra: si prevede che questo fenomeno abbia importanti implicazioni sul clima.

Piante non fotosintetica

Mentre la maggior parte delle piante usa la fotosintesi per produrre energia, ce ne sono alcune che vengono definite “non fotosintetiche”: si tratta in genere di parassite, che sfruttano un ospite per la produzione dei nutrienti di cui necessitano.

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