Le piante e le alghe fungono da banca alimentare del mondo grazie ai loro incredibili poteri fotosintetici. Nel processo di fotosintesi, la luce solare viene raccolta dagli organismi viventi e utilizzata per produrre glucosio e altri composti a base di carbonio ricchi di energia.
Gli scienziati trovano interessanti le tre fasi del processo e Centro per la bioenergia e la fotosintesi all'Arizona State University sostiene persino l'importanza della fotosintesi rispetto ad altri processi biologici.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Il processo di scambio di energia nella fotosintesi è espresso come 6H2O + 6CO2 + energia luminosa → C6H12oh6 (glucosio: uno zucchero semplice) + 6O2 (ossigeno).
Che cos'è la fotosintesi?
Fotosintesi è un processo complesso che può essere suddiviso in due o più fasi, tali reazioni luce-dipendenti e luce-indipendenti. Il modello a tre stadi della fotosintesi inizia con l'assorbimento della luce solare e termina con la produzione di glucosio.
Piante, alghe e alcuni batteri sono classificati come
autotrofi, nel senso che sono in grado di soddisfare le loro esigenze nutrizionali attraverso la fotosintesi. Gli autotrofi sono in fondo al catena alimentare perché producono cibo per tutti gli altri organismi viventi. Ad esempio, le piante vengono mangiate dai pascolatori che alla fine possono essere una fonte di cibo per predatori e decompositori.Il cibo non è l'unico contributo della fotosintesi. Energia immagazzinata in combustibili fossili e il legno viene utilizzato per riscaldare case, aziende e industrie. Gli scienziati studiano le fasi della fotosintesi per saperne di più su come gli autotrofi utilizzano l'energia solare e l'anidride carbonica per produrre composti organici. I risultati della ricerca potrebbero portare a nuovi metodi di produzione delle colture e ad un aumento dei raccolti.
Il processo di fotosintesi: Fase 1: Raccolta di energia radiante
Quando un raggio di luce solare colpisce una pianta verde e frondosa, si avvia il processo di fotosintesi.
Il primo passo della fotosintesi avviene nel cloroplasti delle cellule vegetali. I fotoni luminosi sono assorbiti da un pigmento chiamato clorofilla, che è abbondante nella membrana tilacoide di ciascun cloroplasto. Clorofilla appare verde alla vista perché non assorbe le onde verdi sullo spettro luminoso. Li riflette invece, quindi questo è il colore che vedi.
Le piante assorbono anidride carbonica attraverso il loro stomi (aperture microscopiche nel tessuto) per l'uso nella fotosintesi. Le piante traspirano e reintegrano l'ossigeno nell'aria e nell'oceano.
Fase 2: conversione dell'energia radiante
Dopo che l'energia radiante della luce solare viene assorbita, la pianta converte l'energia luminosa in una forma utilizzabile di energia chimica per alimentare le cellule della pianta.
Nel reazioni dipendenti dalla luce che si verificano durante la seconda fase del processo di fotosintesi, gli elettroni vengono eccitati e scissi dalle molecole d'acqua, lasciando l'ossigeno come sottoprodotto. Gli elettroni di idrogeno della molecola d'acqua si spostano quindi in un centro di reazione nella molecola di clorofilla.
Nel centro di reazione, l'elettrone passa lungo una catena di trasporto, aiutato dall'enzima ATP sintasi. L'energia viene persa quando l'elettrone eccitato scende a livelli di energia inferiori. L'energia degli elettroni viene trasferita a adenosina trifosfato (ATP) e ridotto nicotinammide adenina dinucleotide fosfato (NADPH), comunemente indicato come "valuta energetica" delle cellule.
Fase 3: immagazzinare energia radiante
L'ultima fase del processo di fotosintesi è nota come ciclo di Calvin-Benson, in cui la pianta utilizza l'anidride carbonica atmosferica e l'acqua del suolo per convertire ATP e NADPH. Le reazioni chimiche che compongono il ciclo di Calvin-Benson avvengono nello stroma del cloroplasto.
Questa fase del processo di fotosintesi è indipendente dalla luce e può succedere anche di notte.
ATP e NADPH hanno una breve durata e devono essere convertiti e immagazzinati dalla pianta. L'energia delle molecole di ATP e NADPH consente alla cellula di utilizzare o "fissare" l'anidride carbonica atmosferica, con conseguente produzione di zucchero, acido grasso e glicerolo nella terza fase della fotosintesi. L'energia di cui l'impianto non ha bisogno immediatamente viene immagazzinata per un uso successivo.
