Quali sono i prodotti della fotosintesi?

La fotosintesi è il nome dato all'insieme di reazioni chimiche eseguite dalle piante per convertire l'energia del sole in energia chimica sotto forma di zucchero. In particolare, le piante usano l'energia della luce solare per reagire all'anidride carbonica e all'acqua per produrre zucchero (glucosio) e ossigeno. Si verificano molte reazioni, ma la reazione chimica complessiva per la fotosintesi è:

• 6 CO₂ + 6 ore₂O + luce → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
• Anidride carbonica + acqua + luce produce glucosio + ossigeno

In una pianta, l'anidride carbonica entra attraverso gli stomi fogliari per diffusione. L'acqua viene assorbita attraverso le radici e viene trasportata alle foglie attraverso lo xilema. L'energia solare viene assorbita dalla clorofilla nelle foglie. Le reazioni di fotosintesi si verificano nei cloroplasti delle piante. Nei batteri fotosintetici, il processo si svolge in cui la clorofilla o un pigmento correlato è incorporato nella membrana plasmatica. L'ossigeno e l'acqua prodotti nella fotosintesi escono attraverso gli stomi.

Key Takeaways

• Nella fotosintesi, l'energia della luce viene utilizzata per convertire l'anidride carbonica e l'acqua in glucosio e ossigeno.
• Per 6 anidride carbonica e 6 molecole d'acqua, vengono prodotte 1 molecola di glucosio e 6 molecole di ossigeno.

In realtà, le piante riservano pochissimo glucosio per l'uso immediato. Le molecole di glucosio sono combinate per sintesi di disidratazione per formare la cellulosa, che viene utilizzata come materiale strutturale. La sintesi di disidratazione viene anche utilizzata per convertire il glucosio in amido, che le piante usano per immagazzinare energia.

Prodotti intermedi di fotosintesi

L'equazione chimica complessiva è una sintesi di una serie di reazioni chimiche. Queste reazioni si verificano in due fasi. Le reazioni alla luce richiedono luce (come puoi immaginare), mentre le reazioni al buio sono controllate da enzimi. Non richiedono che si verifichi l'oscurità, semplicemente non dipendono dalla luce.

Le reazioni luminose assorbono la luce e sfruttano l'energia per trasferire gli elettroni in polvere. La maggior parte degli organismi fotosintetici cattura la luce visibile, sebbene ce ne siano alcuni che usano la luce infrarossa. I prodotti di queste reazioni sono adenosina trifosfato (ATP) e nicotinamide adenina dinucleotide fosfato ridotta (NADPH). Nelle cellule vegetali, le reazioni dipendenti dalla luce si verificano nella membrana tilosoidea cloroplastica. La reazione generale per le reazioni dipendenti dalla luce è:

• 2 ore₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 P_io + luce → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

Nella fase oscura, ATP e NADPH alla fine riducono l'anidride carbonica e altre molecole. L'anidride carbonica dall'aria viene "fissata" in una forma biologicamente utilizzabile, il glucosio. Nelle piante, nelle alghe e nei cianobatteri, le reazioni oscure sono definite ciclo di Calvino. I batteri possono usare reazioni diverse, incluso un ciclo di Krebs inverso. La reazione generale per la reazione indipendente dalla luce di una pianta (ciclo di Calvin) è:

• 3 CO₂ + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺ → C₃H₆O₃-fosfato + 9 ADP + 8 P_io + 6 NADP⁺ + 3 ore₂O

Durante la fissazione del carbonio, il prodotto a tre atomi di carbonio del ciclo di Calvin viene convertito nel prodotto finale di carboidrati.

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Fattori che influenzano il tasso di fotosintesi

Come ogni reazione chimica, la disponibilità dei reagenti determina la quantità di prodotti che possono essere prodotti. Limitare la disponibilità di anidride carbonica o acqua rallenta la produzione di glucosio e ossigeno. Inoltre, la velocità delle reazioni è influenzata dalla temperatura e dalla disponibilità di minerali che potrebbero essere necessari nelle reazioni intermedie.

Anche la salute generale della pianta (o di altri organismi fotosintetici) svolge un ruolo. Il tasso di reazioni metaboliche è determinato in parte dalla maturità dell'organismo e dalla sua fioritura o da frutto.

Cosa è Non un prodotto di fotosintesi?

Se ti viene chiesto della fotosintesi durante un test, ti potrebbe essere chiesto di identificare i prodotti della reazione. È abbastanza facile, vero? Un'altra forma della domanda è di chiedere cos'è non un prodotto di fotosintesi. Sfortunatamente, questa non sarà una domanda a risposta aperta, a cui potresti facilmente rispondere con "ferro" o "una macchina" o "tua madre". Di solito questa è una domanda a scelta multipla, che elenca le molecole che sono reagenti o prodotti della fotosintesi. La risposta è qualsiasi scelta tranne glucosio o ossigeno. La domanda può anche essere formulata per rispondere a ciò che è non un prodotto delle reazioni luminose o delle reazioni oscure. Quindi, è una buona idea conoscere i reagenti e i prodotti complessivi per l'equazione generale della fotosintesi, le reazioni alla luce e le reazioni al buio.

fonti

• Bidlack, J.E .; Stern, K.R .; Jansky, S. (2003). Biologia vegetale introduttiva. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Meccanismi molecolari della fotosintesi (2a edizione). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece J.B., et al. (2013). Campbell Biology. Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.