Formula generale della fotosintesi clorofilliana
Il processo chimico noto con il termine scientifico di fotosintesi clorofilliana viene descritto e sintetizzato dalla seguente formula generale: 6 CO2 + 6 H2O = C6H12O6 + 6O2In altre parole, grazie alla luce solare e per effetto della clorofilla, le piante e gli altri organismi fotoautotrofi sono in grado di processare e convertire sei molecole di anidride carbonica (6 CO2) e sei molecole di acqua (H2O) in modo tale da produrre una molecola di glucosio (C6H12O6) e sei molecole di ossigeno (O2). Mentre il glucosio, ossia lo zucchero è la fonte di energia fondamentale per la sopravvivenza e la crescita delle piante, le molecole di ossigeno vengono successivamente espulse nell'aria attraverso piccoli fori presenti nelle foglie (i cosiddetti stomi). Il processo avviene durante la giornata, ossia fintanto che il sole illumina le piante.
Fasi della fotosintesi clorofilliana
L'intero processo della fotosintesi clorofilliana avviene attraverso due fasi essenziali: la fase luminosa, detta anche di luce dipendente e la fase oscura, conosciuta anche con il termine Calvin. Il processo fotosintetico della prima fase avviene per effetto della luce all'interno dei cloroplasti, ossia organuli presenti all'interno delle piante e delle alghe eucariotiche, che contengono un sistema di membrane con molecole di clorofilla (il cosiddetto fotosistema). I pigmenti di clorofilla catturano la luce solare che viene utilizzata per scomporre le molecole di acqua e produrre energia nella forma di ATP (adenosina trifosfato) e NADPH (nicotinammide adenina dinucleotide fosfato). La fase oscura non avviene, in realtà, in assenza di luce. Al contrario, gli enzimi che sono coinvolti in questa tappa sono proprio attivati dal sole, e l'energia contenuta nell'ATP e nel NADPH per fissare il diossido di carbonio a glucosio.
Forme della fotosintesi clorofilliana
Tra gli organismi autotrofi, ossia in grado di produrre autonomamente l'energia necessaria alla propria sopravvivenza, esistono diverse forme di fotosintesi clorofilliana. In particolare, tutte le piante sono in grado di convertire anidride carbonica in glucosio grazie al proprio metabolismo fotosintetico ma lo fanno generalmente attraverso processi tra loro differenti. In questo senso,le piante vengono classificate in piante C3, le piante C4 e le piante CAM. Le piante C3 realizzano la fissazione del carbonio utilizzando un solo enzima, la Rubisco, ed è il processo più frequente tra le piante. Tra le piante C4, invece, rientrano specie vegetali come il mais e la canna da zucchero in cui il processo di fissazione dell'anidride carnbonica genera un acido organico a quattro atomi di carbonio. Infine, le piante CAM (acronimo di Crassulacean Acid Metabolism, ossia metabolismo acido delle crassulacee) sono piante in grado di generare il processo fotosintetico in ambienti quasi desertici. Tale processo rappresenta una evoluzione adattiva di quello C3 ed avviene in due fasi separate.
Immagini e video in rete
Processo estremamente affascinante e piuttosto complesso dal punto di vista chimico, la fotosintesi clorofilliana è un tema spesso introdotto molto presto nei programmi scolastici. E se può rivelarsi abbastanza difficile per un bambino ma anche per un adulto comprendere a fondo tale processo, la rete mette ovviamente a disposizione un'ampissima gamma di materiali che possono rivelarsi un ottimo supporto didattico. Su alcuni canali tematici di youtube, ad esempio, è possibile visionare video che spiegano il processo con differenti livello di approfondimento e utilizzando un numero variabile di termini strettamente scientifici. Ideale per bambini è ad esempio il video disponibile su youtube all'indirizzo: https://www.youtube.com/watch?v=zVfFeREnI6c oppure: https://www.youtube.com/watch?v=U5y3_36E2IM che illustrano il processo di fotosintesi in azione.
