fotosintesi
fotosintesi
Un processo alla base della vita
La fotosintesi è il processo chimico fondamentale per la vita degli organismi vegetali. Tramite la fotosintesi i vegetali presenti sulla Terra producono miliardi di tonnellate di zuccheri all'anno. Questo è possibile perché gli organismi vegetali contengono la clorofilla: il pigmento che cattura l'energia solare e la trasforma nell'energia chimica necessaria al processo fotosintetico
Gli organismi vegetali si 'nutrono' con l'energia del Sole
Per sopravvivere le piante necessitano di aria (ossigeno e anidride carbonica), acqua, sole e terra. Le piante sono autotrofe: questo vuol dire che si nutrono senza utilizzare sostanze provenienti da altri organismi. Gli animali invece sono eterotrofi perché si nutrono di altri organismi viventi: gli erbivori delle piante e i carnivori di altri animali. Piante, muschi, epatiche, licheni, alghe e cianobatteri si nutrono da soli proprio perché contengono la clorofilla, quel pigmento indispensabile alla fotosintesi senza il quale non si sarebbe sviluppata la biosfera, cioè l'insieme di tutti gli organismi viventi sulla Terra.
Rispetto alla quantità totale di luce proveniente dal Sole che colpisce una foglia, circa la metà è dispersa nell'ambiente mentre poco meno di metà è utilizzata per la traspirazione, il processo attraverso il quale l'acqua della foglia è liberata all'esterno sotto forma di vapore. Solo una piccolissima frazione dell'energia luminosa che colpisce la foglia, circa una parte su cento, è immagazzinata sotto forma di energia chimica dagli organismi vegetali: questi la utilizzano per produrre gli zuccheri (carboidrati) da cui derivano tutte le altre sostanze che formano il corpo della pianta. Il termine fotosintesi indica che la luce serve per sintetizzare, cioè mettere insieme i componenti elementari, l'acqua proveniente dal terreno e l'anidride carbonica dell'aria, per produrre gli zuccheri. Durante questa reazione viene rilasciata all'esterno un'altra sostanza gassosa indispensabile per la nostra vita: l'ossigeno.
DEntro la foglia ogni parte svolge un compito preciso
Incidiamo con una lametta la superficie superiore di una foglia spessa. Asportiamo la pellicola trasparente che la ricopre, posiamola su un vetrino e distendiamola delicatamente con l'aiuto di una goccia d'acqua. Osservandola al microscopio vedremo l'epidermide superiore: un tessuto formato da numerose cellule trasparenti addossate l'una all'altra che, come una vetrata, consentono alla luce di passare e di raggiungere gli strati di cellule sottostanti. Per osservare questi strati al microscopio, dovremo tagliare nel senso dello spessore una fettina sottilissima della foglia: sotto l'epidermide superiore ci sono cellule rettangolari strette l'una all'altra, allungate, di colore verde, ricche di corpuscoli (cloroplasti) pieni di clorofilla; queste cellule costituiscono il tessuto a palizzata che, grazie alla clorofilla, è specializzato per catturare la luce. Sotto questo strato c'è il tessuto lacunare o spugnoso, formato da cellule disposte irregolarmente in modo da lasciare, come una spugna, molti spazi vuoti, entro cui circola l'aria proveniente dall'esterno attraverso gli stomi: l'anidride carbonica circola dall'esterno verso l'interno mentre l'ossigeno si muove in senso inverso.
Dentro la foglia, perciò, ogni parte è perfettamente organizzata per svolgere un compito specifico, come i diversi reparti di una fabbrica organizzati per ottenere il prodotto finale.
Le fasi della fotosintesi
Nella prima fase (fase luminosa) la luce che colpisce il cloroplasto viene utilizzata dalla molecola di clorofilla per scindere una molecola d'acqua: l'ossigeno risultante viene rilasciato nell'atmosfera, mentre l'idrogeno è incamerato da altre molecole e utilizzato nella seconda fase. Contemporaneamente si ha l'eccitazione degli elettroni molecolari che, in seguito a un complesso processo a cascata, forniscono l'energia per fabbricare l'ATP (adenosintrifosfato) il magazzino energetico della fotosintesi. Nella seconda fase (fase oscura) l'idrogeno proveniente dall'acqua viene combinato con gli atomi delle molecole di anidride carbonica per formare il carboidrato glucosio mentre l'ATP fornisce l'energia necessaria alla reazione di sintesi. Per formare 1 molecola di glucosio sono necessarie 6 molecole di acqua e 6 di anidride carbonica.