Fotosintesi clorofilliana
La fotosintesi clorofilliana è un processo biochimico che permette agli organismi autotrofi come le piante verdi di generare l'energia essenziale per la propria sopravvivenza e la propria crescita. In particolare, la fotosintesi utilizza la luce del sole per convertire sostanze inorganiche semplici in zuccheri. La luce viene immagazzinata nella pianta attraverso la clorofilla, ossia il pigmento di colore verde presente all'interno dei cloroplasti delle cellule vegetali, ed è essenziale per rompere le molecole di acqua e diossido di carbonio e produrre glucosio. L'intero processo può essere sintetizzato dalla seguente formula: 6 CO2 (Anidride carbonica) + 6 H2O (Acqua) + Luce → C6H12O6 (Glucosio) + 6 O2 (Ossigeno). In altre parole, attraverso l'assorbimento di luce solare, la pianta è in grado di trasformare 6 molecole di anidride carbonica (diossido di carbonio) unite a 6 moltecole di acqua in 1 molecola di glucosio e 6 moltecole di ossigeno. Mentre il glucosio viene utilizzato dalla pianta per il suo nutrimento, l'ossigeno rappresenta un sottoprodotto della fotosintesi ed esso viene successivamente liberato nell'atmosfera.
Fasi della fotosintesi
Il processo di fotosintesi clorofilliana avviene attraverso due fasi principali: la fase luminosa o luce-dipendente e la fase oscura che include il ciclo di fissazione del carbonio detto anche ciclo Calvin, dal nome dello scienziato che per primo ne scoprì l'esistenza. Durante il primo stadio della fotosintesi, la luce solare viene immagazzinata all'interno della pianta. In particolare, sono protagonisti di questa fase i cloroplasti, ossia un sistema di membrane che contengono clorofilla. E grazie alla clorofilla l'energia solare viene catturata ed utilizzata per scomporre le molecole di acqua sintetizzando ATP (adenosina trifosfato) e NADPH (nicotinammide adenina dinucleotide fosfato). La fase oscura, a differenza della precedente, è cosi definita perchè non dipende dalla luce solare ed è in questo momento che l'anidride carbonica viene fissata al glucosio.
Respirazione cellulare
La respirazione cellulare è un processo metabolico energeticamente opposto a quello della fotosintesi clorofilliana che può essere riassunto dalla seguente formula: C6H12O6 (Glucosio) + 6 O2 (Ossigeno) → 38 ATP+ 6 CO2 (Anidride carbonica) + 6 H2O (Acqua) In altre parole, attraverso la respirazione cellulare le sostanze nutrienti che l'organismo ha ridotto in componenti elementari attraverso il processo digestivo (come gli zuccheri semplici, aminoacidi e acidi grassi), vengono demoliti in molecole ancora più semplici, ottenendo energia disponibile alla cellula sotto forma di ATP. Tale processo utilizza quindi una molecola di glucosio e sei molecole di ossigeno per generare trentotto molecole ATP che rappresentano l'energia vitale per la cellula. Come sottoprodotti della respirazione cellulare vengono generate sei molecole di diossido di carbonio e sei di acqua che vengono successivamente scartate dall'organismo.
Fasi della respirazione cellulare
Anche il processo della respirazione cellulare può essere scomposto in alcune fasi all'interno delle quali si realizzano differenti reazioni chimiche. Il prodottto di ciascuna reazione costituisce l'agente reagente, ossia l'elemento di input, della reazione successiva. Durante la prima fase, detta glicolisi, il glucosio viene trasformato in piruvato ossia viene via via scomposto in elementi più semplici formando molecole di ATP. Successivamente, il piruvato viene utilizzato all'interno del ciclo di Krebs che avviene nei mitocondri e che consiste in una serie di reazioni chimiche che si ripetono in maniera appunto ciclica e che sono possibili solo in presenza di ossigeno. Ultimo passaggio del processo di respirazione cellulare è la fosforilazione ossidativa.
