La fotosintesi

La fotosintesi Le prime cellule si sono evolute in un’atmosfera priva di ossigeno. L’ossigeno libero con la sua grande capacità di attrarre elettroni, sarebbe stato letale, così come lo è ancor oggi per molti organismi anaerobi. Tutto l’ossigeno che troviamo oggi è stato formato dai vegetali grazie la fotosintesi ossigenica.

La fotosintesi I primi organismi, utilizzavano i composti organici che si formavano spontaneamente nell’atmosfera e nel mare. Quando questi iniziarono a scarseggiare, la selezione naturale premiò quelle cellule che avevano sviluppato la capacità di sintetizzare le molecole organiche a partire da quelle inorganiche, utilizzando l’energia del sole o di processi chimici ossidoriduttivi.

La fotosintesi Gli organismi che utilizzano l’ossigeno sono avvantaggiati rispetto a quelli che non lo usano. Senza ossigeno non si sarebbero potute evolvere le forme di vita complesse che esistono oggi. La vita continua a dipendere dalla fotosintesi sia per quanto riguarda la produzione di ossigeno, sia per quanto concerne la sintesi di molecole organiche.

La fotosintesi L’equazione complessiva della fotosintesi è: 6CO2 +6H2O + 686 kilocalorie/mole → C6H12O6 + 6O2 Anidride carb. + acqua + energia →glucosio + ossigeno

Lo spettro elettromagnetico La fotosintesi la luce Più di 300 anni fa Newton riuscì a scomporre la luce in uno spettro di colori facendola passare attraverso un prisma ottico. Nel XIX secolo Maxwel stabilì che la luce visibile è in realtà una piccola sezione di un ampio spettro continuo di radiazioni: Lo spettro elettromagnetico

La fotosintesi Tutte le radiazioni di questo spettro si comportano come se viaggiassero sotto forma di onde. La lunghezza d’onda (la distanza tra una cresta e la successiva), varia da frazioni di nanometro a Kilometri. A ogni onda è associata una data energia. Maggiore è la lunghezza d’onda minore è l’energia.

La fotosintesi La vita dipende dalla frazione visibile delle onde elettromagnetiche non per caso. Infatti radiazioni con energia superiore al visibile danneggiano infatti le biomolecole (radiazioni ionizzanti). Radiazioni con energia inferiore a quella del visibile sono assorbite dall’acqua, e non sarebbero state quindi utilizzabili dai primi organismi comparsi nel mare.

La fotosintesi Un’altra ragione per la quale la banda del visibile è stata scelta è che costituisce la porzione più cospicua delle radiazioni che raggiungono la terra. Questo è un esempio di ciò che è definito “idoneità dell’ambiente”

La fotosintesi Qualsiasi sostanza in grado di assorbire la luce è detta pigmento. Nei vegetali più evoluti sono presenti i seguenti pigmenti coinvolti nella fotosintesi: Clorofilla A Clorofilla B Carotenoidi

La fotosintesi Quando i pigmenti assorbono luce, gli elettroni, all’interno delle loro molecole, vengono spinti a livelli di energia superiori. L’energia posseduta da questi elettroni eccitati può innescare una reazione chimica: L’energia assorbita dal pigmento spinge gli elettroni fuori della molecola, che pertanto si ossida, e questi elettroni ad alta energia sono immediatamente accettati da un’altra molecola, che perciò si riduce.

La fotosintesi La clorofilla riesce a convertire l’energia luminosa in energia chimica, un processo che inizia con una semplice reazione di ossidoriduzione, solo quando è associata a certe proteine e si trova in una membrana specializzata.

La fotosintesi Le reazioni della fotosintesi si svolgono in due fasi: Reazioni luce-dipendenti (fase luminosa) Reazioni luce indipendenti (fase oscura)

La fotosintesi fase luminosa