GLI ADATTAMENTI DELLE PIANTE PER MANTENERE IL RENDIMENTO FOTOSINTETICO.

2. GLI ADATTAMENTI DELLE PIANTE PER MANTENERE IL RENDIMENTO FOTOSINTETICO. • L’enzima rubisco ha una tendenza a reagire con O2 anziché con CO2. Questo porta ad un processo chiamato fotorespirazione che rallenta la fissazione del carbonio. Alcune piante come quelle C3, C4, CAM sono in grado di limitare questo problema.

3. PIANTE C3 Le piante C3 sono piante che hanno il loro habitat nei climi temperati. Alcune di esse sono: • Soia; • Barbabietola; • Avena; • Grano; • Riso.

4. Si chiamano a C3 poiché il primo composto organico della fotosintesi è una catena carboniosa a 3 atomi di carbonio, la gliceraldeide 3-fosfato che esce dal ciclo Calvin. La serie di reazioni biochimiche che realizza la fissazione del carbonio nelle piante C3 fu scoperta durante gli anni Cinquanta del secolo scorso dall’americano Melvin Calvin, che ricevette44 un premio Nobel, e dai suoi collaboratori, e va sotto il nome di ciclo di Calvin.

5. PIANTE C3 Le piante a C3 sono fotosinteticamente attive di giorno, mentre di notte chiudono gli stomi consumando O. Quando il RuBP, composto a 5 atomi di carbonio, si lega a O2 e si produce l’acido fosfoglicolico che successivamente subisce una serie di reazioni che lo trasformano in acido glicerico, (fotorespirazione).

6. LA FOTORESPIRAZIONE La fotorespirazione avviene quando la cellula autoproduce CO2 di cui necessita; l'enzima che catalizza la prima tappa della fotorespirazione è la RuDP-carbossilasi. FATTORI DETERMINANTI bassa concentrazione di CO2 alta concentrazione di O2 la fotorespirazione non è un processo redditizio dal punto di vista energetico, in quanto non produce né ATP né NADH

7. COS’E’ LA FISSAZIONE DEL CARBONIO? È una reazione che lega l’atomo di C della CO2 ad un composto a 5 atomi di C, il ribulosio 1,5- difosfato (RuBP), producendo un composto a 6 atomi di C che si scinde in due molecole acido 3-fosfoglicerico che a sua volta si riduce a gliceraldeide-3fosfato (G3P) rigenerando il RuBP.

8. PIANTE C4. Le piante C4 sono vegetali che vivono in ambienti in cui sono esposte a forti stress termici ed idrici. Un esempio ne sono: • Mais; • Canna da zucchero; • Granturco

9. Nelle piante C4 : • Non avviene la fotorespirazione; • La prima tappa della fissazione del carbonio consiste nel legame tra CO2 e un composto chiamato acido fosfoenolpiruvico (PEP), e nella formazione di un composto a quattro atomi di carbonio, l'acido ossalacetico. • Quando gli stomi rimangono chiusi, la pianta con metabolismo C4 prenderà più anidride carbonica a ogni, per così dire, «respiro», rispetto alla pianta con metabolismo C3.

10. PIANTE CAM • Piante grasse; • Cactus; • Ananas;

11. METABOLISMO ACIDO DELLE CRASSULACEE (CAM) • Simile al metabolismo delle piante C4; • Durante la notte, quando le piante aprono gli stomi, il CO2 si fissa in un composto a 4 atomi di carbonio; • Durante il giorno invece avviene il ciclo di Calvin.

12. Classe III A Liceo Scientifico F. Balsano A.S. 2013/2014 Lavoro svolto durante le lezioni di Biologia Prof.ssa G. Picarelli