SPIEGAZIONE DELLA FORMULA DELLA FOTOSINTESI - BIOLOGIA - 2025

La formula della fotosintesi spiega come le piante traggono energia dal sole e la usano per convertire anidride carbonica e acqua in molecole necessarie alla loro crescita, cioè in cibo.

Qui gli elementi che inizialmente intervengono sono l'anidride carbonica e l'acqua, che vengono successivamente convertite in glucosio e ossigeno.

Questo processo richiede che avvengano più reazioni chimiche, quindi può essere espresso nella seguente formula chimica:

6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

Questa trasformazione avviene grazie all'incidenza della luce solare, che permette alla pianta di trasformare anidride carbonica e acqua nei nutrienti di cui ha bisogno (glucosio) e in ossigeno che viene rilasciato come rifiuto.

A loro volta, gli elementi chimici mostrati nella formula della fotosintesi entrano ed escono dalle cellule vegetali attraverso un processo di diffusione, noto come osmosi, che consente alla pianta di prendere anidride carbonica dall'aria e rilasciarla successivamente ossigeno ad esso.

Proprio come i composti dell'aria vengono assorbiti e rilasciati attraverso il processo di osmosi, la luce solare viene catturata grazie alla presenza di un pigmento verde chiamato clorofilla.

Equazione chimica della fotosintesi

L'equazione chimica per la fotosintesi può essere letta come segue:

Anidride Carbonica + Acqua (+ Luce solare) → Glucosio + Ossigeno

È importante notare che questa transizione è possibile solo grazie all'incidenza della luce solare, che è inclusa nella formula in questo modo, poiché non costituisce una sostanza in sé.

D'altra parte, il modo per formulare chimicamente questa equazione sarebbe attraverso il seguente equilibrio:

6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

Dove CO2 = anidride carbonica; H2O = Acqua; C6H12O6 = Glucosio; O2 = ossigeno.

Processo di glucosio

Il glucosio è formato dalla miscela di atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. Una volta prodotto attraverso il processo di fotosintesi, può essere utilizzato in tre modi diversi:

1 - Può essere convertito nelle sostanze chimiche necessarie per la crescita delle cellule vegetali, come la cellulosa.

2 - Può essere convertito in amido, una molecola di immagazzinamento che ha la capacità di essere riconvertito in glucosio, nel caso la pianta ne abbia bisogno.

3 - Può essere decomposto durante il processo respiratorio, liberando l'energia immagazzinata nelle sue molecole.

Composti chimici

Le piante devono assumere numerosi elementi chimici per rimanere in vita e in salute. I più importanti sono il carbonio, l'idrogeno e l'ossigeno.

Idrogeno e ossigeno vengono prelevati dall'acqua e dal suolo, mentre il carbonio e l'ossigeno vengono prelevati dall'anidride carbonica e dall'ossigeno presenti nell'atmosfera.

Acqua e anidride carbonica vengono utilizzate per sintetizzare il cibo durante la fotosintesi. L'ossigeno è necessario per rilasciare energia dal cibo durante il processo di respirazione della pianta.

Oltre a questi tre elementi base che sono indicati nella formula della fotosintesi, ci sono altri composti minerali che tutte le piante necessitano per crescere in modo sano.

Questi vengono assorbiti dalle radici come ioni disciolti nell'acqua del suolo. Due di questi ioni minerali sono nitrato e magnesio.

Il nitrato è essenziale per la produzione di aminoacidi durante il processo di fotosintesi. Gli amminoacidi, a loro volta, sono ciò che consente la produzione di proteine. Da parte sua, il magnesio è necessario per la produzione di clorofilla.

Le piante le cui foglie assumono un colore diverso dal verde probabilmente stanno attraversando una fase di carenza di minerali e il processo di fotosintesi non verrà eseguito con successo.

Cellule fogliari

Le piante, come tutti gli esseri viventi del mondo, hanno bisogno di nutrirsi. Per questo motivo, usano il processo della fotosintesi per convertire composti chimici come l'anidride carbonica e l'acqua nel glucosio di cui hanno bisogno per la crescita e lo sviluppo delle loro cellule.

Allo stesso modo, questo processo di fotosintesi è praticabile solo grazie all'azione delle cellule situate nelle foglie delle piante, dove una sostanza chiamata clorofilla consente di immagazzinare l'energia del sole e di utilizzarla per trasformare i composti chimici prelevati dall'aria.

La clorofilla è ricca di cloroplasti ed enzimi che consentono alle cellule fogliari di reagire durante il processo di fotosintesi.

Parti della cellula vegetale

La cellula è composta da più parti che giocano un ruolo fondamentale nel processo di fotosintesi. Alcune di queste parti sono le seguenti:

- Cloroplasti: contengono la clorofilla e gli enzimi necessari affinché avvenga la reazione chimica della fotosintesi.

- Nucleo: in esso si trova il DNA con le informazioni genetiche della pianta che viene utilizzato dagli enzimi durante il processo di fotosintesi.

- Membrana cellulare: è la barriera permeabile che regola il passaggio dei gas e dell'acqua sia in entrata che in uscita dalla cellula.

- Vacuolo: permette alla cellula di rimanere ferma.

- Citoplasma: è il luogo in cui vengono prodotti alcuni degli enzimi e delle proteine ​​utilizzati durante il processo chimico di fotosintesi.

Fattori che limitano la fotosintesi

Ci sono tre fattori che possono limitare la reazione chimica della fotosintesi: l'intensità della luce, la concentrazione di anidride carbonica e la temperatura.

Intensità luminosa

Quando non c'è abbastanza luce, una pianta non può svolgere il processo di fotosintesi in modo efficiente, non importa che ci sia abbastanza acqua e anidride carbonica nell'ambiente.

Pertanto, aumentare l'intensità della luce aumenterà immediatamente la velocità del processo di fotosintesi.

Relazione di fotosintesi e intensità della luce

Concentrazione di anidride carbonica

A volte il processo chimico della fotosintesi è limitato dalla concentrazione di anidride carbonica nell'aria. Anche con molta luce solare e acqua, una pianta non può fotosintetizzare senza abbastanza anidride carbonica nell'aria.

Relazione di fotosintesi e concentrazione di anidride carbonica

Temperatura

Quando la temperatura è molto bassa, la fotosintesi avviene più lentamente. Allo stesso modo, le piante non possono effettuare la fotosintesi quando la temperatura è molto alta.

Fotosintesi e relazione di temperatura

Riferimenti

1. (2014). Scienza. Estratto da Come le piante producono il cibo: bbc.co.uk.
2. Helmenstine, AM (13 febbraio 2017). ThoughtCo. Estratto da The Balanced Chemical Equation for Photosynthesis?: Thoughtco.com.
3. Matalone, S. (2017). com. Estratto dall'equazione chimica bilanciata per la fotosintesi: study.com.
4. (2017). Educazione alla fotosintesi. Estratto da Photosynthesis for Kids: photosynthesiseducation.com.
5. Veloz, L. (24 aprile 2017). Sciencing. Estratto da Quali sono i reagenti della fotosintesi?: Sciencing.com.