Fotosintesi e respirazione

Il fotosintesi È il processo biologico in cui l'energia solare viene utilizzata per trasformare l'anidride carbonica e l'acqua in carboidrati e ossigeno. Il respirazione cellulare è il processo biologico mediante il quale i carboidrati e l'ossigeno vengono trasformati per produrre energia sotto forma di ATP.

	Fotosintesi	Respirazione
Definizione	Processo di compounding organico leggero.	Processo di utilizzo di composti organici per ottenere energia chimica.
Dov'è fatto?	Cloroplasti (piante e alghe) Membrana plasmatica (cianobatteri)	Citoplasma e mitocondri (eucarioti) Membrana plasmatica (batteri, archaea)
Chi lo fa?	Organismi fotoautotrofi: Impianti Alghe Cianobatteri	La maggior parte degli organismi viventi: Impianti Animali Funghi Protozoi Batteri
Cosa produce?	Glucosio (C6H12O6) Ossigeno ODue	Anidride carbonica (CODue) Acqua (H.DueO) ATP
Fasi	Dipendente dalla luce Indipendente dalla luce	Glicolisi ciclo di Krebs Fosforilazione ossidativa
Catena di trasporto degli elettroni	Fotosistemi I e II	Complessi I, II, III e IV
Tipi	Fotosintesi C3 Fotosintesi C4 Fotosintesi CAM	Respirazione aerobica Respirazione anaerobica
Importanza	Produzione di carboidrati. Rilascio di ossigeno. Trasformazione dell'energia luminosa in energia chimica.	Ottenere energia dai carboidrati. Rilascio di anidride carbonica per effetto serra.
Equazione	6CODue + 6HDueO + luce → C6H12O6 + 6 °Due	C6H12O6+6 °Due→ 6CODue+6HDueO + ATP

Cos'è la fotosintesi?

La fotosintesi è il processo di trasformazione dell'anidride carbonica e dell'acqua per formare zuccheri e ossigeno. In questo processo, l'energia della luce viene trasformata in energia chimica..

Gli organismi che svolgono la fotosintesi sono i fotoautotrofi: piante, alghe e cianobatteri. Nelle piante, la fotosintesi avviene nelle foglie, dove si trovano i cloroplasti. Nei cianobatteri, il meccanismo fotosintetico si trova nella membrana plasmatica.

La reazione chimica generale della fotosintesi è riassunta nella seguente equazione:

6CO_Due + 6H_DueO + luce → C₆H₁₂O₆ + 6 °_Due

dove dall'anidride carbonica, dall'acqua e dall'energia luminosa si ottiene il glucosio e l'ossigeno che viene rilasciato nell'atmosfera.

Fasi della fotosintesi

Le reazioni di fotosintesi sono classificate in due fasi:

• Fase dipendente dalla luce: L'energia derivata dalla luce solare attiva un elettrone in clorofilla, che entra nella catena di trasporto degli elettroni del cloroplasto e produce ATP, ossigeno e agenti riducenti ...
• Fase indipendente dalla luce (o fase oscura): vengono eseguite reazioni di fissazione del carbonio, dove ATP e agenti riducenti prodotti nella fase leggera per convertire l'anidride carbonica in zucchero.

Tipi di fotosintesi

Le piante possono essere differenziate in base al tipo di fotosintesi che svolgono:

• Fotosintesi C3: nella maggior parte delle piante l'anidride carbonica lega l'acido fosfoglicerico a tre molecole di carbonio.
• Fotosintesi C4: nel mais e nella canna da zucchero, l'anidride carbonica si lega alla molecola di quattro atomi di carbonio acido ossalacetico.
• Fotosintesi CAM: si trova nelle piante succulente.

Cos'è la respirazione cellulare?

Il respirazione È il processo cellulare che consente di utilizzare l'energia immagazzinata nei carboidrati utilizzando l'ossigeno. I prodotti sono anidride carbonica, ATP e acqua. L'ATP viene utilizzato per le reazioni metaboliche mentre il CO_Due esce dalla cella e viene quindi eliminato.

La maggior parte degli organismi viventi effettua la respirazione cellulare:

• in piante, animali, funghi e protozoi si effettua nei mitocondri e nel citoplasma.
• In alcuni batteri e archei viene effettuato nella membrana plasmatica.

Il reazione chimica generale della respirazione è riassunta nella seguente equazione:

C₆H₁₂O₆ + 6 °_Due → 6CO_Due + 6H_DueO

dove il glucosio reagisce con l'ossigeno producendo ATP, anidride carbonica e acqua.

Fasi della respirazione cellulare

Le reazioni di respirazione cellulare possono essere classificate in tre fasi:

• Glicolisi: è la prima via di decomposizione del glucosio per ottenere energia, piruvato e agenti riducenti.
• Ciclo di Krebs o ciclo dell'acido citrico: il piruvato entra in un ciclo di reazioni enzimatiche per scomporsi in anidride carbonica e produrre ATP e agenti riducenti.
• Fosforilazione ossidativa: è la via metabolica che cattura gli elettroni e gli agenti riducenti per produrre più ATP.

Tipi di respirazione cellulare

La respirazione può essere di due tipi a seconda del composto che accetta gli elettroni:

• Respirazione aerobica: ossigeno O_Due è la molecola che accetta che gli elettroni si trasformino in acqua (H._DueO).
• Respirazione anaerobica: in ambienti dove O non è presente_Due, alcuni microrganismi (batteri e archeobatteri) utilizzano altre molecole come accettori di elettroni, ad esempio solfato e nitrato.

Relazione tra fotosintesi e respirazione cellulare

La fotosintesi e la respirazione sono processi complementari:

• La fotosintesi utilizza l'energia solare per produrre composti organici; la respirazione utilizza composti organici per ottenere energia chimica.
• I composti organici della fotosintesi servono come cibo per organismi non fotosintetici.
• L'anidride carbonica viene trasformata in composti organici mediante la fotosintesi; i composti organici vengono trasformati in anidride carbonica mediante la respirazione.
• Nella fotosintesi viene rilasciato ossigeno che viene poi utilizzato nella respirazione.
• La fotosintesi e la respirazione fanno parte del ciclo biologico del carbonio.
• Entrambi i processi utilizzano catene di trasportatori di elettroni per catturare l'energia necessaria per altre reazioni..

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Riferimenti

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2008) Molecular Biology of the Cell 5a ed. Scienza della ghirlanda.