Mentre gli esseri umani e gli animali mangiano piante e altri animali come cibo, le piante possono produrre il loro cibo utilizzando la luce e un processo chiamato fotosintesi. La fotosintesi è il processo attraverso il quale le piante producono cibo utilizzando anidride carbonica, acqua e luce solare.
Cos'è la fotosintesi?
Fotosintesi può essere una parola grossa, ma può essere suddivisa in due parole più piccole: "foto" e "sintesi". Foto significa luce e sintesi significa mettere insieme. Sebbene il processo possa essere complicato, può essere semplicemente scritto con la seguente equazione di parole:
Come avviene la fotosintesi
La fotosintesi avviene nelle foglie delle piante dove i cloroplasti vivono nelle cellule. Ci sono due fasi nella fotosintesi. Il primo stadio ha bisogno di luce, il secondo no. Prima di poter comprendere il processo della fotosintesi, devi capire di più sui cloroplasti.
Cloroplasti
Proprio come gli esseri umani, le piante sono costituite da migliaia di cellule. A differenza delle cellule animali, le piante hanno una struttura speciale chiamata cloroplasti dove avviene la fotosintesi.
I cloroplasti sono minuscoli grumi di forma ovale che si trovano all'interno delle cellule vegetali. A volte le cellule vegetali hanno solo pochi cloroplasti mentre altre occupano l'intero spazio all'interno di una cellula. I cloroplasti hanno molti strati. Lo strato esterno è liscio mentre l'interno del cloroplasto contiene diversi pezzi importanti.
All'interno del cloroplasto c'è una raccolta di sacchi pieni di clorofilla chiamati tilacoidi che galleggiano in un fluido chiamato stroma. I tilacoidi sembrano pile di frittelle. La clorofilla conferisce alle piante il colore verde e aiuta le piante ad assorbire energia dalla luce solare.
Prima fase: reazioni dipendenti dalla luce
Il primo stadio della fotosintesi è chiamato stadio delle reazioni dipendenti dalla luce. Questa fase avviene nei tilacoidi dei cloroplasti e può verificarsi solo quando è disponibile la luce solare.
- La luce solare colpisce la clorofilla dei cloroplasti ed eccita gli elettroni.
- Gli elettroni eccitati si liberano dalla clorofilla.
- Poiché un elettrone ha appena lasciato la clorofilla, deve essere sostituito. Nei tilacoidi una molecola d'acqua viene scissa in ossigeno (O2) e uno ione idrogeno (H+).
- Gli elettroni liberi subiscono quindi una reazione chimica per creare ATP e NADPH, che sono entrambe molecole di energia necessarie per la seconda fase della fotosintesi.
Seconda fase: il ciclo di Calvino
La seconda fase della fotosintesi, chiamata Ciclo di Calvin, avviene nello stroma dei cloroplasti. La luce solare non è necessaria per il Ciclo di Calvin. L'anidride carbonica e l'energia proveniente da ATP e NADPH creano glucosio. Il glucosio è uno zucchero semplice che le piante immagazzinano come energia e può essere convertito in altri componenti come amido e cellulosa che sono importanti per la struttura cellulare.
- L'anidride carbonica presente nell'aria viene assorbita attraverso i fori praticati nelle foglie della pianta.
- La molecola di anidride carbonica si lega ad uno zucchero semplice chiamato RuBP.
- Attraverso una reazione chimica in quattro fasi, l'anidride carbonica e la molecola di RuBP si combinano con ATP e NADPH fin dal primo stadio per creare una molecola di glucosio.
Il video seguente mostra il processo dall'inizio alla fine:
La fotosintesi è importante
La fotosintesi è la spina dorsale della vita sulla Terra. Gli esseri umani non possono vivere senza ossigeno. L'ossigeno prodotto dalle piante durante la fotosintesi viene rilasciato nell'aria che le persone respirano ogni giorno. Quando le persone respirano ossigeno, rilasciano anidride carbonica. Le piante utilizzano l'anidride carbonica nel processo di fotosintesi. Pertanto, le piante sono responsabili del bilanciamento dei livelli di ossigeno e anidride carbonica nell’aria. Inoltre, alcune piante immagazzinano il glucosio prodotto durante la fotosintesi nei frutti e nelle radici. Alcuni di questi frutti e radici sono mele, carote, fragole e altri cibi deliziosi che le persone amano mangiare.
