L’ENERGIA L’ENERGIA

Due strategie per procurare energia eterotrofi autotrofi Il metabolismo energetico è costituito dalle vie metaboliche, cioè sequenze di reazioni che permettono alla cellula di ricavare energia dall’ambiente.

Due strategie per procurare energia I processi metabolici cellulari

Molecole organiche di piccole dimensioni Metabolismo = anabolismo + catabolismo Le diverse vie metaboliche non si svolgono in modo indipendente: spesso sono collegate in cicli di utilizzo e riclico di sostanze Zuccheri, amminoacidi, acidi grassi… Proteine, polisaccaridi, lipidi… demolizione Catabolismo Molecole organiche di piccole dimensioni Energia + Macromolecole Anabolismo Metabolismo sintesi

Metabolismo e energia En. Luminosa En. Chimica Autotrofi Eterotrofi Gli organismi sono in grado di utilizzare soltanto due tipi di energia : En. Luminosa En. Chimica Autotrofi Eterotrofi Fotosintesi Respirazione cell.

Organismi autotrofi Tutti gli organismi ricavano dall’ambiente l’energia necessaria per poter svolgere il proprio «lavoro». Gli organismi autotrofi, come le piante, sono in grado di costruire da sé le molecole di glucosio e altre biomolecole a partire da acqua e anidride carbonica utilizzando come fonte di energia la luce del Sole

Organismi eterotrofi Gli organismi eterotrofi, come gli animali, prelevano dall’ambiente molecole organiche complesse già sintetizzate. Sia gli autotrofi sia gli eterotrofi utilizzano poi tali molecole (per esempio il glucosio) come combustibile per ricavare energia

Fotosintesi e respirazione a confronto

La fotosintesi: energia dal Sole Gli organismi fotosintetici usano la luce del Sole, l’acqua del suolo e il CO2 dell’atmosfera per produrre composti organici e liberare O2 grazie alla fotosintesi.

I fotopigmenti La fotosintesi richiede la presenza di speciali molecole: i fotopigmenti I fotopigmenti sono molecole in grado di assorbire la luce a una determinata lunghezza d’onda; viene invece riflessa la radiazione luminosa che il nostro occhio percepisce come colori La clorofilla a e la clorofilla b riflettono la radiazione corrispondente al verde, i carotenoidi quella corrispondente al rosso-arancio

I cloroplasti Lo stroma è una sostanza gelatinosa in cui sono immersi i tilacoidi I tilacoidi, formati da membrane contenenti clorofilla, sono le superfici di lavoro su cui avvengono le reazioni fotosintetiche

La fotosintesi: come e dove La fotosintesi è suddivisa in una fase luminosa e una fase indipendente dalla luce. Le reazioni di entrambe le fasi avvengono all’interno dei cloroplasti.

La fase luminosa La fase luce-dipendente (luminosa) avviene nei tilacoidi e si svolge soltanto in presenza della luce del Sole attraverso i fotopigmenti Durante questa fase si generano le molecole energetiche NADPH e ATP, grazie alle quali potranno avvenire le successive reazioni chimiche del ciclo di Calvin

La fase luminosa I pigmenti sono necessari durante la fase luminosa, quando le molecole d’acqua sono scisse e liberano ossigeno. Le molecole di clorofilla contenute nei fotosistemi catturano la luce solare L’energia solare viene utilizzata per costruire molecole di ATP e per scindere molecole di H2O nei loro componenti: idrogeno e ossigeno L’ossigeno si libera nell’ambiente, mentre gli elettroni e gli atomi di H sono trasferiti alle molecole di NADP+ che si riducono a NADPH + H+.

La fase indipendente dalla luce Il ciclo di Calvin avviene nello stroma È detto anche fase luce-indipendente perché la sintesi del glucosio non utilizza direttamente la luce solare, ma le molecole altamente energetiche prodotte grazie a essa La sintesi del glucosio avviene a partire dall’anidride carbonica (presente nell’aria) e dall’idrogeno trasportato dal NADPH, con consumo di ATP secondo l’equazione complessiva:

Il ciclo di Calvin Nel ciclo di Calvin viene sintetizzato uno zucchero a tre atomi di carbonio, la gliceraldeide 3-fosfato Due molecole di gliceraldeide reagiscono per formare glucosio Dalla gliceraldeide si possono ottenere altre molecole organiche (amminoacidi, acidi grassi)

Il ciclo di Calvin

Il Ciclo di Calvin (versione più dettagliata) Il ciclo di Calvin produce glucosio a partire da CO2, ATP e NADPH + H+ generati durante la fase luminosa.

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