6 Dicembre 2021
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Qual è il ruolo dell’energia luminosa nella fotosintesi?

NCBI Bookshelf. Un servizio della National Library of Medicine, National Institutes of Health.

Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochimica. 5a edizione. New York: W H Freeman; 2002.

  • Per accordo con l’editore, questo libro è accessibile tramite la funzione di ricerca, ma non può essere sfogliato.

Copertina di Biochimica

Biochimica. 5a edizione.

Capitolo 19 Le reazioni di luce della fotosintesi

Figura

I cloroplasti (a sinistra) convertono l’energia luminosa in energia chimica. Gli elettroni ad alta energia nei cloroplasti sono trasportati attraverso due fotosistemi (a destra). Durante questo transito, che culmina nella generazione di energia riducente, l’ATP è sintetizzato in un modo (più. )

Essenzialmente tutta l’energia libera utilizzata dai sistemi biologici deriva dall’energia solare che viene intrappolata dal processo di fotosintesi. L’equazione di base della fotosintesi è ingannevolmente semplice. Acqua e anidride carbonica si combinano per formare carboidrati e ossigeno molecolare.

Immagine ch19e1.jpg

In questa equazione, (CH2O) rappresenta il carboidrato, principalmente saccarosio e amido. Il meccanismo della fotosintesi è complesso e richiede l’interazione di molte proteine e piccole molecole. La fotosintesi nelle piante verdi avviene nei cloroplasti (Figura 19.1). L’energia della luce catturata dalle molecole di pigmento, chiamate clorofille, nei cloroplasti è usata per generare elettroni ad alta energia con grande potenziale di riduzione. Questi elettroni sono usati per produrre NADPH e ATP in una serie di reazioni chiamate reazioni di luce perché richiedono la luce. Il NADPH e l’ATP formati dall’azione della luce riducono poi l’anidride carbonica e la convertono in 3-fosfoglicerato con una serie di reazioni chiamate il ciclo di Calvin o reazioni al buio. Il ciclo di Calvin sarà discusso nel capitolo 20. La quantità di energia immagazzinata dalla fotosintesi è enorme. Più di 10 17 kcal (4,2 × 10 17 kJ) di energia libera è immagazzinata ogni anno dalla fotosintesi sulla Terra, che corrisponde all’assimilazione di più di 10 10 tonnellate di carbonio in carboidrati e altre forme di materia organica.

Figura 19.1

Micrografia elettronica di un cloroplasto di una foglia di spinacio. Le membrane tilakoidi si raggruppano per formare il grana. [Per gentile concessione del Dr. Kenneth Miller].

Come animali, forse trascuriamo facilmente il primato assoluto della fotosintesi per la nostra biosfera. La fotosintesi è la fonte essenzialmente di tutti i composti del carbonio e di tutto l’ossigeno che rende possibile il metabolismo aerobico. Inoltre, come vedremo, ci sono notevoli parallelismi meccanicistici ed evolutivi tra le reazioni di luce della fotosintesi e le fasi della fosforilazione ossidativa.

19.0.1. La fotosintesi: Una panoramica:

Possiamo usare la nostra comprensione del ciclo dell’acido citrico e della fosforilazione ossidativa per anticipare i processi richiesti dalla fotosintesi. Il ciclo dell’acido citrico ossida i combustibili di carbonio in CO2 per generare elettroni ad alta energia, in particolare sotto forma di NADH. Il flusso di questi elettroni ad alta energia genera una forza protonica motrice attraverso l’azione della catena di trasporto degli elettroni. Questa forza protone-motiva è poi trasdotta dall’ATP sintasi per formare ATP. Una differenza principale tra la fosforilazione ossidativa e la fotosintesi è la fonte degli elettroni ad alta energia. Le reazioni di luce della fotosintesi usano energia da fotoni per generare elettroni ad alta energia (Figura 19.2). Questi elettroni sono usati direttamente per ridurre NADP + a NADPH e sono usati indirettamente attraverso una catena di trasporto degli elettroni per generare una forza motrice protonica attraverso una membrana. Un prodotto collaterale di queste reazioni è l’O2. La forza protonica motrice guida la sintesi di ATP attraverso l’azione di una ATP sintasi, omologa a quella della fosforilazione ossidativa. Nelle reazioni al buio, il NADPH e l’ATP formati dall’azione della luce guidano la riduzione della CO2 in composti organici più utili.

Rendimento fotosintetico

“Se il rendimento di un anno di fotosintesi fosse accumulato sotto forma di canna da zucchero, formerebbe un cumulo alto più di due miglia e con una base di 43 miglia quadrate”.

Se tutta questa canna da zucchero fosse convertita in zollette di zucchero (0,5 pollici di lato) e impilata da un capo all’altro, le zollette si estenderebbero per 1,6 × 10 10 miglia, o fino al pianeta Plutone.

Figura 19.2

Le reazioni di luce della fotosintesi. La luce viene assorbita e l’energia è usata per guidare gli elettroni dall’acqua per generare NADPH e per guidare i protoni attraverso una membrana. Questi protoni ritornano attraverso l’ATP sintasi per produrre ATP.

  • 19.1. La fotosintesi avviene nei cloroplasti
  • 19.2. L’assorbimento della luce da parte della clorofilla induce il trasferimento di elettroni
  • 19.3. Due fotosistemi generano un gradiente di protoni e NADPH nella fotosintesi ossigenica
  • 19.4. Un gradiente protonico attraverso la membrana tilaconica guida la sintesi dell’ATP
  • 19.5. I pigmenti accessori incanalano l’energia nei centri di reazione
  • 19.6. La capacità di convertire la luce in energia chimica è antica
  • Riassunto
  • Problemi
  • Letture selezionate

Per accordo con l’editore, questo libro è accessibile tramite la funzione di ricerca, ma non può essere sfogliato.

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Qual è il ruolo della luce nella fotosintesi quizlet?

In presenza di luce, le piante trasformano l’anidride carbonica e l’acqua in carboidrati e rilasciano anche ossigeno. … Qual è il ruolo della luce e della clorofilla nella fotosintesi? La luce è una forma di energia e la clorofilla assorbe la luce e l’energia della luce.

Qual è il ruolo dell’energia luminosa nelle reazioni chimiche della fotosintesi?

Fotosintesi: La fotosintesi utilizza l’energia solare, l’anidride carbonica e l’acqua per produrre carboidrati che immagazzinano energia. … L’energia della luce solare guida la reazione dell’anidride carbonica e delle molecole d’acqua per produrre zucchero e ossigeno, come si vede nell’equazione chimica della fotosintesi.

Qual è la funzione dell’energia luminosa?

La luce è la principale fonte di energia per la fotosintesi. I fotoni della luce eccitano la clorofilla-a, che emette elettroni ad alta energia che vengono utilizzati nella formazione di ATP. La luce è anche responsabile della fotolisi dell’acqua in presenza di clorofilla, per liberare l’ossigeno essenziale per la vita.

Quali sono le due principali funzioni della luce nelle piante?

Il processo di fotosintesi avviene quando le piante verdi usano l’energia della luce per convertire l’anidride carbonica (CO2) e l’acqua (H2O) in carboidrati. L’energia luminosa viene assorbita dalla clorofilla, un pigmento fotosintetico della pianta, mentre l’aria contenente anidride carbonica e ossigeno entra nella pianta attraverso gli stomi delle foglie.

Cosa fa un pigmento?

I pigmenti sono i composti aggiunti ai materiali per dare loro colore. Questa applicazione ingannevolmente semplice ha plasmato la nostra percezione del mondo attraverso l’arte, la moda e persino i display dei computer e la medicina. I pigmenti sono usati in vernici, inchiostri, plastica, tessuti, cosmetici e cibo.

Qual è la relazione tra acqua luce e co2 e fotosintesi?

La luce fornisce l’energia ai pigmenti fotosintetici per convertire l’anidride carbonica (CO2) e l’acqua in zuccheri e ossigeno. Man mano che l’intensita’ della luce aumenta Ð fino a un certo punto Ð la quantita’ di zuccheri aumenta e quindi piu’ energia e’ disponibile per la crescita e il mantenimento delle piante.

Dove prendono l’energia gli elettroni nelle risposte alle reazioni della luce?

Risposta: L’energia della luce catturata dalle molecole di pigmento, chiamate clorofille, nei cloroplasti è usata per generare elettroni ad alta energia con grande potenziale di riduzione. Questi elettroni sono usati per produrre NADPH e ATP in una serie di reazioni chiamate reazioni di luce perché richiedono luce.

Che ruolo ha l’ossigeno nella fotosintesi?

Nella fotosintesi, l’energia solare è raccolta come energia chimica in un processo che converte l’acqua e l’anidride carbonica in glucosio. L’ossigeno viene rilasciato come sottoprodotto. Nella respirazione cellulare, l’ossigeno è usato per scomporre il glucosio, rilasciando energia chimica e calore nel processo.

Quale gas è direttamente legato alla luce?

Gli atomi di ossigeno sono creati durante il processo di luce della fotosintesi, e due atomi di ossigeno si combinano per formare ossigeno gassoso.

Qual è la differenza tra colore e pigmento?

Come sostantivi la differenza tra colore e pigmento è che il colore è (non numerabile) la composizione spettrale della luce visibile mentre il pigmento è (biologia) qualsiasi colore nelle cellule vegetali o animali.

Qual è la differenza tra colorante e pigmento?

I pigmenti sono particelle di colore che richiedono un agente legante o di dispersione per legarsi alla superficie del materiale da colorare. I coloranti hanno molecole più piccole delle particelle di pigmento. I coloranti sono solubili in acqua e in certi tipi di solventi come olio, alcool, glicerina ecc.

Qual è il ruolo della luce nelle piante?

La luce è uno dei fattori più importanti per la coltivazione delle piante d’appartamento. Tutte le piante hanno bisogno della luce per la fotosintesi, il processo all’interno di una pianta che converte la luce, l’ossigeno e l’acqua in carboidrati (energia). Le piante hanno bisogno di questa energia per crescere, fiorire e produrre semi.

Qual è il ruolo della luce nella nutrizione delle piante?

Significato. La luce influenza direttamente la crescita e la fioritura delle piante inducendo la fotosintesi e fornendo energia alle piante. Le piante dipendono dalla luce per generare cibo, indurre il ciclo di crescita e consentire uno sviluppo sano.

Dove prendono l’energia gli elettroni nella luce?

L’elettrone può ottenere l’energia di cui ha bisogno assorbendo la luce. Se l’elettrone salta dal secondo livello energetico al primo livello energetico, deve cedere dell’energia emettendo luce. L’atomo assorbe o emette luce in pacchetti discreti chiamati fotoni, e ogni fotone ha un’energia definita.

Dove viene convertita l’energia luminosa in un flusso di elettroni?

Il centro di reazione è il luogo in cui l’energia luminosa viene convertita in trasporto di elettroni.

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