1.5.4 Fotosintesi

STRUTTURA E FUNZIONI DELLA CELLULA VEGETALE B 17 situati nella membrana interna del mitocondrio. Questo flusso causa la contemporanea fuoriuscita di protoni dalla matrice nello spazio intermembrana, con formazione di un gradiente elettrochimico di protoni; la tendenza dei protoni a fluire nuovamente nella matrice costituisce la forza motrice per la sintesi di ATP. Questo fenomeno di accoppiamento del trasferimento di elettroni alla sintesi di ATP, noto come fosforilazione ossidativa, è reso possibile dalla presenza del complesso enzimatico ATP-sintetasi posto nella membrana interna del mitocondrio. L ossidazione di una molecola di glucosio attraverso la glicolisi e la respirazione produce da 30 a 32 molecole di ATP. 1.5.4 Fotosintesi. il processo attraverso cui le piante convertono l energia luminosa in energia chimica (ATP e NADPH) da utilizzare per la fissazione della CO2 e la produzione di zuccheri, secondo la formula generale CO2 1 2 H2O S hn S (CH2O) 1 O2 1 H2O La fotosintesi avviene nei cloroplasti e coinvolge due fasi: una cosiddetta fase luminosa che produce O2, ATP e NADPH e avviene nelle membrane dei tilacoidi, e una fase successiva che avviene nello stroma e comporta la riduzione della CO2 a carboidrati con consumo di ATP e NADPH. Nella prima fase l energia luminosa viene assorbita dai pigmenti antenna (clorofille a e b e carotenoidi) e convertita in energia chimica dai centri di reazione presenti in due complessi multiproteici, denominati fotosistemi (PSII e PSI). I centri di reazione, che contengono clorofilla capace di assorbire la luce a 680 nm (PSII) e a 700 nm (PSI) e componenti redox, sono parte di una catena, comprendente anche il complesso del citocromo b6-f, la plastocianina e il plastochinone, che consente il trasferimento di elettroni dall acqua del lumen tilacoidale a composti accettori presenti nello stroma (es. NADP1). Il movimento degli elettroni lungo la catena di trasporto fotosintetica può essere illustrato, considerando il potenziale redox dei diversi componenti, dal così detto schema a Z (Fig. 1.6). L ossidazione del P680, per effetto dell assorbimento dell energia luminosa dal sistema antenna, permette la rimozione degli elettroni dall acqua e causa la riduzione del plastochinone che, a sua volta, determina la riduzione del P700. L ossidazione dell acqua e il successivo trasporto esoergonico di elettroni producono 4 e2 Accettore un gradiente elettrochimico di protoni attraverso la membraLuce 2 NADPH na tilacoidale che consente di 4 e2 Accettore generare ATP (1,0-1,5 molecole 4 e2 ogni 2 elettroni trasferiti dall acLuce Fotosistema I P 700 qua a NADP1), per intervento 4 e2 3 ATP di un ATP-sintetasi di membrana. Come prodotto intermedio P 680 Fotosistema II dell ossidazione del P700, deter4 e2 minata dall assorbimento dell energia luminosa, si forma ferre2 H 2O O 2 dossina ridotta che può cedere Fotolisi 1 elettroni a NADP o fungere essa stessa da donatore in importanti FIG. 1.6 Rappresentazione dello schema a Z. B

SEZIONE B
SEZIONE B
BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE...
La Botanica è la scienza che studia le forme di vita del mondo vegetale e ne analizza i rapporti ecologici attraverso diverse branche: ad esempio, la citologia studia la cellula vegetale e le sue funzioni; l’istologia si occupa dei tessuti; l’anatomia analizza gli organi; la genetica controlla la trasmissione dei caratteri di generazione in generazione; la fitosociologia e l’ecologia cercano di individuare i rapporti dei vegetali, fra loro e con gli altri viventi. A sua volta, ciascuna branca focalizza alcuni particolari aspetti del mondo vegetale: le modalità nutrizionali o riproduttive, la distribuzione geografica, i possibili utilizzi in altri campi (scientifico, farmaceutico, alimentare, ecc.).Le conoscenze botaniche, evolutesi nel contesto della stessa evoluzione umana, sono particolarmente importanti per le applicazioni in campo agronomico poiché rappresentano una delle fondamentali basi scientifiche sulle quali costruire e articolare buona parte dei saperi orientati alla produzione agraria. La pianta, sia che abbia avuto origine dall’incontro dei due gameti, maschile e femminile, con formazione del seme, o dalla moltiplicazione di una porzione di pianta, per esempio da una talea d’innesto, o ancora da un insieme di cellule meristematiche attraverso la tecnica della micropropagazione in vitro, rappresenta sempre il punto focale della disciplina agronomica.In questa Sezione B del Manuale dell’Agronomo sono poi sviluppati e approfonditi anche tutti gli aspetti legati alla Genetica agraria (dalle conoscenze consolidate della genetica mendeliana alla genetica molecolare, all’ingegneria genetica, all’analisi del genoma). Oltre ai contenuti di carattere generale, sono trattati separatamente, in parallelo, i due settori di applicazione del miglioramento genetico in campo agrario: quello vegetale e quello animale per l’ambito applicativo zootecnico. Coordinamento di SezionePaolo CecconRealizzazione e collaborazioniPaolo Ceccon, Elio Cirillo, Maurizio Cocucci, Stefania Dall’Olio, Adalberto Falaschini, Maria Nives Forgiarini, Marcello Guiducci, Carlo Lorenzoni, Adriano Marocco, Roberto Pinton, Aldo Pollini, Domenico Ugulini