Conoscere la formula della fotosintesi clorofilliana significa sapere come funziona questo meccanismo e indovinarne le conseguenze e i vantaggi. Per questo ci permettiamo di aprire una veloce parentesi chimica anche per i non addetti ai lavori perché vale la pena di approfondire per comprendere meglio questo processo essenziale per la nostra vita sulla Terra.
Formula della fotosintesi: qual è
Quando parliamo di formula della fotosintesi clorofilliana intendiamo quella chimica che regola quel processo che permette alle piante verdi e altri organismi di produrre carboidrati e altre sostanze organiche a partire dall’anidride carbonica atmosferica e l’acqua metabolica. Tutto questo avviene “per magia” – poi vedremo come, per chimica – solo in presenza di luce solare. Possiamo definirlo un processo di anabolismo dei carboidrati inverso rispetto al catabolismo.
Prima di vedere la formula della fotosintesi, quella chimica a tutti gli effetti, iniziamo a raccontare come funziona questa trasformazione. Durante il processo in oggetto grazie alla clorofilla ( pigmento verde fotosensibile, contenuto all’interno dei cloroplasti, in grado di assorbire la luce solare la luce solare o artificiale) converte sei molecole di CO2 e sei molecole d’H2O in una molecola di glucosio (C6H12O6) che è uno zucchero molto importante per la sopravvivenza della pianta. Non è finita qui perché o conti altrimenti non tornerebbero, c’è anche un sottoprodotto di questa reazione che consiste in sei molecole di ossigeno liberate dalla pianta nell’atmosfera attraverso la foglia.
La formula della fotosintesi stechiometrica è:
6CO2 + 6H2O + energia solare → C6H12O6 + 6O2
Si tratta del processo biochimico che da sostanze inorganiche permette la produzione di composti organici del carbonio e possiamo considerarlo parte del ciclo del carbonio. Ha però delle caratteristiche uniche e preziose, ad esempio si tratta dell’unico processo biologicamente importante in grado di raccogliere l’energia solare e ne raccoglie una quantità immensa, dell’ordine dei 100 terawatt, sei volte quanto consuma attualmente la civiltà umana. La vita sulla Terra dipende fortemente da questo processo.
Formula della fotosintesi: i prodotti finali
Dalla formula della fotosintesi si vede bene che il prodotto finale della reazione è il glucosio che non è altro che energia chimica poi impiegata nella sintesi delle molecole ad alto contenuto energetico (ATP) che fanno funzionare il sistema metabolico. Chi non è una pianta, noi umani compresi, non possiamo basarci sulla fotosintesi per cui dobbiamo assorbire il glucosio in un altro modo e lo facciamo assumendolo via bocca, semplicemente mangiando vegetali che sono organismi fotosintetici.
Anche l’ossigeno è tra i prodotti della reazione guardando la formula della fotosintesi ed è molto importante che ci sia non solo per far quadrare i conti. E’ l’ossigeno che noi respiriamo! Viene in parte dall’acqua (H2O) e in parte dall’anidride carbonica (CO2) perché dopo aver formato il glucosio (C6H12O6) avanzano 6 atomi di ossigeno ogni volta e vengono liberati nell’atmosfera attraverso gli stomi delle foglie.
Fasi della fotosintesi clorofilliana
Se ci fermiamo solo alla formula della fotosintesi non possiamo comprendere appieno come si svolge questo processo riconoscendogli la giusta importanza. Sostanzialmente non si devono esplorare tante fasi ma solo due che si distinguono perché la prima avviene alla luce del sole e la seconda è invece oscura.
Nella fase luminosa detta anche luce-dipendente o fotochimica, tutto avviene nei cloroplasti che hanno al proprio interno un complesso sistema di membrane con molecole di clorofilla, il fotosistema. Grazie alla clorofilla, la luce luminosa viene assorbita e trasformata in fonte di energia poi usata per spezzare le molecole di H2O che troviamo nella formula della fotosintesi e per sintetizzare l’ATP (si legge adenosina trifosfato, perché costituito dall’adenosina e da 3 gruppo fosfato cioè gruppi formato da fosfato) e NADPH (si legge nicotinamide-adenin-dinucleotide-fosfato-ridotto).
Nella fase oscura, detta luce-indipendente o chimica, entrano in gioco gli enzimi che utilizzano l’energia chimica contenuta nell’ATP e nel NADPH per fissare la CO2 a glucosio. Si ha quindi come risultato finale il glucosio che poi viene messo a disposizione per la sintesi dei lipidi e amminoacidi. Al termine di tutto il ciclo, l’ATP e il NADPH diventano ADP e NADP+, tornano alla fase luminosa e ricominciano un nuovo ciclo dove verranno nuovamente convertiti in ATP e NADPH e così via.
Forme di fotosintesi alternative
Una volta imparato il meccanismo della fotosintesi è importante sapere che, soprattutto fra gli organismi procarioti autotrofi, si possono veder applicate diverse forme e formula di fotosintesi perché non esiste solo quella clorofilliana ossigenica appena vista. Ciò che cambia è che in alcune specie di batteri autotrofi, l’idrogeno non arriva più dall’acqua ma dall’acido solfidrico e questo scombina le carte, producendo anche zolfo elementare
Ecco la formula di fotosintesi diversa:
6CO2 + 12H2S + → C6H12O6 + 12S + 6H2O
I batteri in cui avviene questo tipo di reazione sono anaerobi obbligati. Si parla inoltre di fotosintesi anossigeniche per tutte le forme di monosiesi in cui non avviene la produzione di ossigeno e che vengono effettuate con lo zolfo. In alcuni casi anche con l’azoto.
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