La fotosintesi è il processo di trasformazione della luce solare in energia chimica immagazzinandola nei legami del glucosio o dello zucchero. Questo processo si verifica nelle piante, nei batteri e in alcuni protisti o nelle alghe per produrre zucchero come cibo. La clorofilla presente nelle foglie delle piante fotosintetiche cattura l'energia dalla luce solare e la converte in carboidrati. La fotosintesi utilizza l'anidride carbonica (CO2) e l'acqua come materia prima per produrre zucchero e rilasciare ossigeno come sottoprodotto.
Struttura biologica
La fotosintesi avviene principalmente nelle foglie e negli steli. La foglia tipica comprende l'epidermide superiore e inferiore, i fasci vascolari, il mesofillo e lo stomato o i pori delle piante. L'epidermide superiore e inferiore fungono da protezione per la foglia. Gli stomi sono pori nell'epidermide inferiore che fungono da passaggio per il passaggio di CO2 e aria. I fasci vascolari spostano acqua, minerali e sostanze nutritive intorno alla pianta. Il mesofillo contiene cloroplasti nella sua membrana tilacoide. Questo è il luogo in cui avviene la fotosintesi.
Evento di reazione chimica
La reazione chimica complessiva sotto la fotosintesi può essere scritta come "6H2O + 6CO2 > C6H12O6+ 6O2". Il processo avviene in due fasi. Il primo stadio è la reazione della luce utilizzata per formare molecole ad alta energia. L'energia raccolta nella reazione alla luce viene immagazzinata nelle cellule sotto forma di una sostanza chimica denominata ATP o adenosina trifosfato. La seconda fase della fotosintesi è chiamata la reazione del ciclo di Calvin.
Reazione del ciclo di Calvin
In questa parte della reazione, l'energia chimica immagazzinata nell'ATP viene utilizzata per produrre zucchero dalla CO2 attraverso reazioni enzimatiche o enzimatiche. Inizialmente, la CO2 reagisce con un composto a cinque atomi di carbonio chiamato ribulosio bisfosfato (RuBP), catalizzato dal enzima carbossilasi ossigenasi per produrre un composto stabile a tre atomi di carbonio chiamato fosfoglicerato (PGA). L'energia catturata nell'ATP converte il PGA in gliceraldeide 3-fosfato (G3P) che viene convertito in altri composti organici.
Fattori che limitano la fotosintesi
La fotosintesi è fortemente determinata da fattori quali l'intensità della luce, i nutrienti del suolo, la disponibilità di acqua, la temperatura e la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera. La diminuzione del livello dell'acqua riduce l'umidità dal suolo e chiude gli stomi. Ciò limita la diffusione dell'anidride carbonica e influisce sulla fotosintesi.
