Obiettivi. Contenuti. Scoprire il modo in cui i vegetali catturano l energia e la utilizzano per accrescersi e riprodursi

Transcript

1 Obiettivi Scoprire il modo in cui i vegetali catturano l energia e la utilizzano per accrescersi e riprodursi Conoscere i meccanismi di regolazione interna nelle piante Scoprire in che modo le piante rispondono agli stimoli esterni Contenuti La fotosintesi La respirazione cellulare L assorbimento ed il trasporto dell acqua e dei sali minerali La traslocazione I movimenti delle piante e le risposte a luce e temperatura

2 La fotosintesi è un processo che converte l'energia luminosa in energia chimica, attraverso una serie di reazioni che avvengono nei cloroplasti e che coinvolgono i pigmenti. 6CO2+6H2O+Energia = 1C6H12O6 + 6 O2

3 Vie di utilizzazione del glucosio

4 Appartiene alle metalloporfirine Anello tetrapirrolico PORZIONE IDROFILA NUCLEO PORFIRINICO (10 Å) Magnesio PORZIONE LIPOFILA ALCOOL DI 20 ATOMI DI CARBONIO Fitolo idrofobo La clorofilla b sarebbe una forma ossidata della clorofilla a Gr. metilico Gr. aldeidico

5 È possibile misurare la percentuale di luce di ciascuna lunghezza d onda assorbita da un pigmento. Alle tre curve corrispondono modelli di assorbimento dei principali pigmenti che si trovano nei cloroplasti: clorofilla a, clorofilla b, carotenoidi

6 Clorofilla a-2 massimi: 420 e 630 Pigmenti accessori ampliano lo spettro di assorbimento e la quantità di luce che può essere utilizzata La clorofilla a costituisce il principale pigmento fotosintetico e costituisce il nucleo del centro di reazione Lo spettro di assorbimento della clorofilla a coincide con la massima velocità di fotosintesi

7 Clorofille Carotenoidi Ficobiline

8 glucosio O2 cloroplasto L atmosfera terrestre è costituita per circa il 21% da O2 accumulatosi in seguito al processo fotosintetico

9

10 I pigmenti fotosintetici sono riuniti a formare dei FOTOSISTEMI al centro dei quali c è una molecola di clorofilla a Esistono due fotosistemi Fotosistema I P700 Fotosistema II P680 i numeri indicano i massimi di assorbimento La clorofilla eccitata al centro di reazione perde un elettrone

11 Il P680 che ha perso elettroni ha un buco elettronico ed ha una affinità cosi alta per gli elettroni che riesce a strapparli all acqua Alla fine gli elettroni arrivano al P700 (fotosistema I) e vanno a colmare il buco elettronico che si era formato nel P680 in seguito all assorbimento dell energia luminosa Gli elettroni persi dal P680 entrano in una catena di trasporto degli elettroni collocata sulla membrana Passando da un donatore all altro si ha una perdita di energia in parte recuperata con formazione di ATP- fotofosforilazione

12 Reazione di Hill o fotolisi dell acqua H20 + ½ O2 + 2H+ + 2e- Fotofosforilazione

13 Il fotosistema 1 può lavorare indipendentemente dal fotosistema due ed operare un processo di trasporto ciclico di elettroni che porta alla fosforilazione ciclica. Si tratta di un tipo di fotosintesi più primitiva che non porta a liberazione di O2

14 Fase oscura Ciclo di Calvin fissazione della CO2

15 respirazione mitocondrio Glicolisi o stadio anaerobico della respirazione H2O CO2 stadio aerobico della respirazione e ciclo di Krebs Processo respiratorio in sintesi C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O Kcal/mole

16

17 Assorbimento e trasporto Velocità di traspirazione FORZA DI COESIONE (continuità delle catene) SPINTA DELLE RADICI Assunzione di acqua da parte delle radici

18

19 Piramide ecologica (ecosistema della savana)

20 PIANTE PARETI CELLULARI RIGIDE CLOROFILLA AUTOTROFE UTILIZZ.DIRETTA ENERGIA SOLARE ANIMALI CELLULE PER LO PIU PRIVE DI PARETE CELLULARE ASSENZA DI CLOROFILLA ETEROTROFI ENERGIA ASSUNTA INDIRETTAMENTE DA SOSTANZE ORGANICHE ALTAMENTE ENERGETICHE PRODUTTORI CONSUMATORI FORMA APERTA FORMA CHIUSA (crescita fino alla morte della pianta) IMMOBILITA MOBILITA Da Strasburger

21 Movimento Le piante rispondono agli stimoli esterni

22 La crescita di una pianta avviene con lenti e precisi movimenti già predeterminati geneticamente, ma, in relazione a stimoli ambientali la pianta può eseguire movimenti di crescita più rapidi in risposta a condizioni sfavorevoli. TROPISMI Dal greco tropos = direzione; sono movimenti di crescita irreversibili di un organo o di un intero organismo, indotti e controllati nella loro direzione da uno stimolo unilaterale. Tropismo positivo: movimento di crescita verso lo stimolo inducente Tropismo negativo: movimento di crescita in senso opposto allo stimolo inducente geotropismi I tropismi vengono suddivisi in base agli stimoli che li provocano: Fototropismi Geotropismi Tigmotropismo Chemiotropismo fototropismi

23 Mimosa pudica NASTIE Dal greco nastos = calcato, le nastie solo in alcuni casi sono movimenti di crescita, in generale sono movimenti dovuti a variazioni del turgore cellulare quindi variazioni temporanee delle dimensioni di specifiche cellule (cellule motrici) concentrate in zone o organi speciali chiamati pulvini. Nictinastie Tigmonastie

24 Nictinastie Tigmonastie