Fotosintesi clorofilliana riassunto, con schema e sintesi. FacilissimaT.D MEDICINA

Fotosintesi clorofilliana riassunto

Fotosintesi clorofilliana riassunto

La fotosintesi clorofilliana è un processo chimico che permette la sintesi di molecole organiche (soprattutto carboidrati) a partire dalla CO2 (anidride carbonica) e dall’H2O (acqua). Durante la fotosintesi clorofilliana l’energia elettromagnetica viene trasformata in energia chimica (infatti la fotosintesi consente proprio di trasformare l’energia solare in energia chimica), e la CO2 (anidride carbonica) in un composto organico.

Assorbimento della luce

La luce visibile è una radiazione elettromagnetica con lunghezza d’onda variabile da 400-700 nm, una parte molto piccola dello spettro elettromagnetico, l’ambito che va dal colore violetto al colore rosso. L’energia di un singolo fotone è elevata se la luce è di colore violetto e diminuisce man mano che ci si avvicina al rosso. A lunghezze d’onda minori (e maggiori frequenze) corrispondono contenuti energetici maggiori.

Decadimento nella fotosintesi

Nella fotosintesi, quando i pigmenti assorbono il fotone, possiamo riconoscere due tipi di decadimenti dell’energia: il primo riguarda il concetto della fluorescenza mentre il secondo il concetto del trasferimento dell’eccitone.

Fluorescenza

Quando viene assorbito un fotone (fig.2A), un elettrone della molecola assorbente (chiamato cromoforo) viene spinto ad un livello energetico più elevato. Questo processo avviene in base al principio del “tutto-o-niente”; per essere assorbito il fotone deve possedere una quantità di energia (il quanto) esattamente uguale a quella necessaria per indurre la transizione elettronica.

Una molecola che ha assorbito un fotone si trova in uno stato eccitato, in genere instabile e tenderà a ritornare al livello energetico di partenza.

Assorbimento energia fotone

fig.2A Quando l’elettrone, che orbita attorno al nucleo dell’atomo, assorbe un fotone viene spinto ad un livello energetico più elevato (da n=2 a n=3).

Gli elettroni passano rapidamente in orbitali ad energia più alta, ma altrettanto rapidamente ritornano nei loro orbitali normali a bassa energia (fig.2B); lo stato eccitato decade quindi allo stato basale, rilasciando il quanto di energia assorbito sotto forma di luce o di calore, oppure producendo un lavoro chimico.

La luce emessa durante il decadimento allo stato basale di una molecola eccitata viene detta  fluorescenza  ed ha sempre una lunghezza d’onda più lunga della luce assorbita.

Emissione energia fotone

fig.2B Quando l’elettrone non viene più stimolato passerà dallo stato eccitato allo stato basale (da n=3 a n=2). Durante questo decadimento, allo stato energetico più bassa, verrà emesso, sotto forma di radiazione luminosa,  il quanto di energia assorbito.

Trasferimento dell’eccitone

Oltre alla fluorescenza, nella fotosintesi clorofilliana esiste anche un altro importantissimo tipo di decadimento rappresentato dal trasferimento diretto dell’energia di eccitazione da una molecola eccitata a quella adiacente.

Importante
Come il fotone è considerato un quanto di energia della luce, l’eccitone rappresenta il quanto di energia trasferito da una molecola eccitata ad un’altra.

Le clorofille

Le clorofille sono dei pigmenti presenti nelle membrane tilacoidi e sono i principali responsabili dell’ assorbimento  della luce. Si presentano di colore verde con strutture policicliche che ricordano la protoporfirina dell’emoglobina, in cui il ferro nella posizione centrale dell’anello è però stato sostituito da uno ione Mg2+.Immagine clorofilla

Formula - Fotosintesi clorofilliana riassunto

La fotosintesi clorofilliana può essere schematizzata nella seguente formula: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

Questa formula ci dice appunto che tramite la fotosintesi, l’anidride carbonica e l’acqua vengono trasformate in glucosio e ossigeno. Vorrei farti notare una cosa importante, cioè la relazione tra anidride carbonica e ossigeno. Ricordiamo che per le piante la produzione di ossigeno è considerata come una sorta di scarto, mentre per l’organismo umano è essenziale. L’opposto vale per le piante, infatti noi produciamo anidride carbonica come scarto mentre la stessa molecola rappresenta per le piante la molecola da cui si sintetizzano i carboidrati.

Fasi della fotosintesi

La fotosintesi avviene in 2 fasi principali, collegate tra loro: la fase luminosa ( chiamata anche fotochimica) e la fase oscura (chiamata anche chimica). Nella fase luminosa abbiamo la trasformazione dell’energia elettromagnetica in ATP e nella riduzione di NADP(si legge: NAD fosfato ossidato) a NADPH (si legge: NAD fosfato ridotto). Questa fase comporta la liberazione secondaria di vari prodotti (nel caso della fotosintesi delle piante e dei cianobatteri e O2). Nella fase al buio, ATP e NADPH forniscono l’energia e il potere riducente necessari per la fissazione della CO2.

Importante
Gli organismi fotosintetici intrappolano l’energia solare e formano ATP e NADPH (si legge nad-fosfato-ridotto, per avere altre informazioni su questo trasportatore di elettroni ti consiglio di guardare le caratteristiche principali del NAD e FAD) che vengono successivamente usati come fonte di energia per la produzione di carboidrati (per vedere le caratteristiche e la classificazione dei carboidrati puoi guardare la parte delle molecole organiche e dei carboidrati) ed altri composti organici a partire da biossido di carbonio CO2 e acqua H2O.

Schema – Fotosintesi clorofilliana riassunto

Ecco uno schema utile della fotosintesi.

Commenti

  • chiaretta
    Rispondi

    non è che dica molto ma per un interrogazione di scienze si può fare…:)