BIOLOGIA - Lezione 22 - Fase Oscura: Ciclo di Calvin | Fotosintesi

[Musica] benvenuti dopo averlo menzionato nella scorsa lezione finalmente andiamo a trattare l'ultima tappa della fotosintesi la fase oscura chiamata anche fase luce indipendente attenzione in questo video ci saranno delle semplificazioni va quindi benissimo per le scuole superiori e per i primi esami dell'università ma se dovesse affrontare un esame di fisiologia vegetale vi serve approfondire questi concetti con il libro in realtà questo è da fare a priori per quanto riguarda gli esami universitari ovviamente non si può pensare di affrontare un esame universitario guardando solamente un video di 20 minuti i miei video vanno bene da guardare

prima per capire i concetti e l'argomento in modo generale e poi magari alla fine per ripassare il tutto ma negli esami universitari e obbligatori approfondire con il libro di testo fatte le dovute precisazioni possiamo appunto partire con la fase oscura chiamata appunto anche fase luce indipendente e corrisponde sostanzialmente al ciclo di calvin o calvin trattino benson che sono i due scienziati che l'hanno studiata abbiamo visto nelle ultime due elezioni tra l'altro vi lascio nelle schede le ultime due lezioni che la fotosintesi si compone da una fase luminosa ed ha una fase oscura queste due fasi

sono ovviamente collegate perché la luce fornisce l'energia che poi verrà utilizzata nella fase oscura per produrre gli zuccheri dall'anidride carbonica che se ne fa poi la pianta degli zuccheri e semplicemente costruisce la sua struttura perché la pianta è fatta sostanzialmente da cellulosa e amido cellulosa e amido sono dei polimeri di glucosio quindi sono degli zuccheri complessi per fare questo però la luce deve essere trasformata dalla pianta in delle forme di energia utilizzabili della cellula e queste sono l'atp e il ned b h che è semplicemente una molecola che trasporta elettroni ricordiamo che gli elettroni vogliono

dire energia e quindi una molecola che trasporta elettroni e una molecola che sarà sostanzialmente trasportando energia e come vediamo bene da questa immagine la fase luminosa viene né ti la coin si produce atp énard p ridotto che vengono poi utilizzati nello straw ma del cloroplasto che attraverso il ciclo di calvin andranno a fissare l'anidride carbonica che ovviamente la pianta prende dell'atmosfera negli zuccheri come ad esempio il glucosio e allora andiamo a vedere in cosa consiste il ciclo di calvin innanzitutto fa già parte del ciclo quindi è già presente all'interno del ciclo il ribul osio ribul

osio 15 b fosfato che come vi ho indicato in azzurrino contiene 5 atomi di carbonio in questa prima parte viva da spiegare in maniera molto generale come avviene il ciclo quindi non darò i nomi degli enzimi non darò i nomi ad esempio delle molecole solo alcune molecole vado a dare i nomi perché sono importanti per capire il meccanismo totale però come sapete mi piace sempre prendere le cose un pochino più in generale alla lontana per capire come avviene il meccanismo è il perché avviene dopo successivamente come sapete vi proietterà un immagine dove ci sono anche

tutti i nomi ovviamente potete stopparla e impararli a memoria perché a seconda di come dovete dare l'esame di come dovete preparare l'esame o la verifica ovviamente potrete andare a studiare in maniera più approfondita e quindi imparare a memoria i nomi delle molecole oppure no quindi torniamo al nostro ribul osio torniamo al nostro ciclo ecco tutto quello che vi spiegherò sarà una semplificazione del ciclo di calvin che nel momento in cui ve la spiego sto andando a trattare come se il ciclo di calvin avvenisse per tre volte di fila perché ovviamente ad ogni ciclo di calvin

ci sarà una sola molecola ieri bull osio che fisserà cioè legherà un atomo di carbonio proveniente dalla co2 però per capire il meccanismo generale andiamo ad affrontare come se vedessimo tre cicli di calvin che avvengono in contemporanea su qualche libro ne vedete addirittura 6 che vengono spiegati in contemporanea questo perché perché ovviamente il glucosio a6 atomi di carbonio noi oggi andiamo a vedere come si forma metà glucosio perché la gleacher aldeide cioè il prodotto che se ne forma poi può essere utili usato per vari scopi partiamo quindi da tre molecole di ribul osio già presenti

dentro il ciclo queste tre molecole hanno 5 atomi di carbonio ciascuna per un totale ovviamente di 15 atomi di carbonio queste tre molecole vanno a reagire a prendere tre molecole di co2 che contengono a loro volta solo un atomo di carbonio velo segnato in azzurrino quindi ogni molecole co2 ovviamente contiene un solo atomo di carbonio queste molecole di co2 si vanno a legare alle molecole di re bull osio andando a formare degli zuccheri da sei atomi di carbonio io vi ho simboleggiato in rosso il carbonio derivanti dalla co2 quindi carboni che vengono agganciati e che

non fanno già parte del ciclo ora queste tre molecole da sei atomi di carbonio vengono scisse in sei molecole da tre atomi di carbonio quindi gli atomi di carbonio sono sempre gli stessi 3x6 che fa 18 vengono semplicemente divise le molecole quindi invece di avere tre molecole da sei ne abbiamo 6 da tre ovviamente c'è tutta una parte di matematica che bisogna masticare un pochino nulla di troppo complicato però bisogna un attimino collegare quello che sta avvenendo ora quello che avviene nel passaggio successivo è una semplificazione che ho fatto per far capire cosa in effetti

avviene e cioè questi tre carboni che sono stati fissati su queste molecole già presenti nel ciclo vanno essere legati per poi essere espulsi dal ciclo e venir utilizzati per quello che la pianta deve costruire di conseguenza come vedete vi ho cambiato i legami ora abbiamo una molecola totalmente rossa cioè una molecola fatta dai tre carboni che si sono inseriti derivanti dall anidride carbonica ecco questo passaggio l'ho voluto semplificare per rendere l'idea di cosa avviene attenzione che chi dovesse dare un esame molto approfondito ad esempio di fisiologia vegetale vada a prendere sul libro questo passaggio per

studiarlo ovviamente in maniera molto più precisa ora la molecola che vi ho segnato in rosso è esattamente la gleacher aldeide 3 fosfato e cioè uno zucchero formato da tre atomi di carbonio questa molecola formata da tre atomi di carbonio verrà poi utilizzata per produrre lo zucchero chiamato glucosio ma anche altri componenti cellulari quello che ne rimane sono ovviamente queste 5 molecole ognuna fatta da tre atomi di carbonio quindi abbiamo in tutto 15 atomi di carbonio che verranno semplicemente riarrangiati per far ripartire un nuovo ciclo e quindi da queste 5 molecole da tre atomi di carbonio

semplicemente si arriva a tre molecole da 5 atomi di carbonio e cioè il ribul osio che abbiamo trovato all'inizio ciclo di conseguenza abbiamo visto come le tre molecole di co2 cioè i tre atomi di carbonio che vi ha simboleggiato in rosso vengono prima fissate e cioè legate alla molecola di ribul osio per poi essere espulse dal ciclo per venire utilizzate dove ecco ogni volta che avvengono 6 cicli di calvin sostanzialmente quando avviene due volte quello che già vi ho mostrato si formano ovviamente due molecole chiamate gleacher aldeide cioè due molecole da tre atomi di carbonio

ecco che ogni volta che si formano queste due molecole verranno legate e produrranno il glucosio che lo zucchero che abbiamo già incontrato nel metabolismo quando parlavamo di bilico lisi che è uno zucchero appunto a 6 atomi di carbonio tutto molto semplice vero sì in effetti non è così complicato basta imparare un pochino memoria alcune parti e poi giocare un attimo coi numeri e capire quanti carboni vengono utilizzati quasi messo uno schema che non è ancora con tutte le molecole presenti nel ciclo e quindi non è ancora da studiare totalmente memoria ma mi serve per farvi

vedere come mai hanno in servivano gli atp e nappi ridotto perché come vedete qua a destra in un primo passaggio vengono utilizzate 6 atp quindi sei atp utilizzate quindi con tre molecole di co2 ci servono 6 atp per fare il primo passaggio poi vengono utilizzati 6 mag ridotti ovviamente che vengono decomposti in ad di più più se i fosfati inorganici e gli idrogeno vengono utilizzati vengono poi prodotte quindi le molecole di gleacher aldeide che in questo caso è solo una quindi stiamo guardando il ciclo che abbiamo visto prima che produce una molecola di gleacher a

led e poi però per il riarrangiamento delle molecole rimanenti servono altre tre atp quindi guardate quanta energia serve per andare a fare questo ciclo e di conseguenza quindi per sintetizzare poi lo zucchero il glucosio sappiate che prima di arrivare al glucosio comunque ci sono dei passaggi che sono sostanzialmente in versi alla glicolisi si va a ritroso come si andava per le agricoli xi ma esattamente al contrario e che quindi verranno consumate altra tipi cioè viene consumata altra energia per formare il glucosio ecco qua invece abbiamo il ciclo con tutti i nomi delle molecole possiamo quindi

dire che il ciclo di calvin avviene nello straw ma questa cosa l'abbiamo detta ha inizio video il ciclo di calvin viene anche detto fase luce indipendente attenzione che qua io farei una precisazione non perché avviene di notte attenzione solamente perché avviene senza l'utilizzo della luce perché prima la luce è stata trasformata in atp nella fase luce dipendente e quindi senza luce quella fase non poteva avvenire ecco semplicemente che il ciclo di calvin avviene può avvenire ovviamente senza luce ma ci doveva essere stato ovviamente prima la fase luce dipendente di conseguenza attenzione non è detto che

avvenga di notte o meglio il ciclo di calvin può avvenire tendenzialmente di giorno perché semplicemente perché di giorno avviene la fase luce dipendente quindi di conseguenza avviene anche il ciclo di calvin di notte la pianta non potendo fare fotosintesi solitamente ora vedremo che poi ci sono tipi di piante un po particolari la pianta effettua la respirazione cellulare quindi di giorno la pianta fa fotosintesi e quindi tutto quello che stiamo vedendo adesso di notte la pianta fa esattamente quello che fanno anche gli animali e cioè va a prendere gli zuccheri li brucia per avere ovviamente l'energia

che gli serve di conseguenza si dice che fa respirazione cellulare ed è per questo che si cerca sempre di non tenere tante piante nel luogo in cui dormiamo perché le piante come se fossero degli organismi che respirano come noi quindi di giorno producono ossigeno molto bene ma di notte producono anidride carbonica e consumano ossigeno esattamente come facciamo noi ora sicuramente non è che morirete soffocati se tenente una pianta in camera da letto però ecco se avesse una camera da letto molto piccole tante piante bisogna tenerne conto perché ovviamente come avere una persona in più o

un animale in più distanza ecco quella animale quella persona consumo ossigeno così anche le piante consumano ossigeno emettono anidride carbonica di notte quindi attenzione a non confondere quello che avviene di notte con la pianta con la fase luce indipendente o fase oscura che non avviene di notte anzi solitamente avviene di giorno si chiama così solamente perché non utilizza la luce in maniera diretta abbiamo visto quindi che nel ciclo di calvin viene sintetizzata la gleacher aldeide e poi ogni volta che vengono formate due molecole di gleacher aldeide si può formare un glucosio attenzione non solo glucosio

può essere formato partendo dalla grecia l'aldeide mala pianta può anche andare a produrre a formare partendo da questa molecola amminoacidi e acidi grassi quindi altre sostanze organiche e qui in fondo vi ho messo tutta la reazione della fase oscura e quindi quello che avviene nel ciclo di calvin come vediamo abbiamo se molecole di co2 che reagendo con atp another ridotto vanno a produrmi lo zucchero il glucosio ovviamente andando a scaricare il nav e l'atp che diventa adp più fosfato in organico ora attenzione perché esistono alcuni tipi di piante che si comportano in maniera leggermente diversa

da quello che abbiamo visto fino adesso il primo tipo di piante c'è tutto quello che abbiamo visto fino adesso lo effettuano piante chiamate piante c3 e cioè sono la tipologia più comune e più antica anche di piante che fanno la fotosintesi esattamente così come abbiamo visto di giorno effettuano la fotosintesi di notte chiudono gli stomi cosa sono gli stomi che questa cosa forse non l'abbiamo preso in considerazione fino adesso sono delle piccole aperture sulle foglie che si vedono anche al microscopio ottico che è semplicemente servono a far entrare la co2 e far evaporare l'acqua con

levo traspirazione che solitamente si studia in scienze della terra o in ecologia che è semplicemente un modo per le piante per raffreddarsi fanno evaporare l'acqua dalle foglie e grazie a queste aperture però prendono la co2 che verrà utilizzata nella fotosintesi c'è però un piccolo problema o abbia messo una slide molto scritta perché così almeno avete tutto il materiale necessario nel momento in cui volete stoppare andarla a leggere ecco dicevamo c'è però un piccolo problema perché ad elevate temperature e quando l'acqua non è molto disponibile le piante cosa fanno chiudono gli stomi sostanzialmente chiudono queste piccole

aperture sulle foglie perché sennò vanno a perdere troppa acqua eccola qua la devono conservare allora chiudono questa apertura ecco con la chiusura degli stomi però è vero che non evapora più l'acqua ma si inizia concentrare all'interno delle cellule l'ossigeno che viene prodotto con la fotosintesi di conseguenza però c'è anche una carenza dei diritti carbonica che essendo chiuse queste aperture non può entrare nella foglia di conseguenza noi abbiamo nella foglia poca co2 che ci serviva per la fotosintesi ma tanto ossigeno che viene prodotto nella fotosintesi che sta ancora avvenendo ora dovete sapere che il primo enzima

che va a catalizzare la reazione del ciclo di calvin proprio la prima reazione è un enzima che si chiama ruby sco che è molto bravo a fissare il carbonio sulle molecole appunto che abbiamo visto ma che succede che ad alte temperature e con tanta quantità di ossigeno questa ruby sco va a reagire con l'ossigeno cioè sostanzialmente si disinteressa della co2 e prende l'ossigeno ora qual è il problema di questa cosa è che essendo il primo insieme al ciclo di calvin ci va a diminuire drasticamente l'efficienza della fotosintesi e allora che succede succede che alcune piante

soprattutto e quelle che vivono in climi molto caldi denominata appunto piante c4 hanno escogitato un modo un po particolare e cioè prendono in una cellula in un determinato tipo di cellule vanno a prendere l'anidride carbonica e la fissano dentro molecole a quattro atomi di carbonio e cioè sostanzialmente da qua tra l'altro deriva il nome c4 sostanzialmente prendono questa ingrid carbonica e la fissano la conservano dentro molecole che poi vengono decarbossilasi però dentro altre cellule in cui sostanzialmente viene spremuta dentro la co2 cioè cosa fanno queste piante queste piante prendono la co2 la fissano dentro delle

molecole così questa co2 non se ne può andare e poi però la vanno a pompare la vanno a spingere dentro delle cellule in cui appunto aumenterà di molto la concentrazione di co2 perché se noi andiamo a spingere a forza costantemente co2 dentro queste cellule queste cellule avranno una grande concentrazione ecco che la fotosintesi viene effettuata solo in queste solo in questo secondo tipo di cellule e cioè queste cellule avranno una grande concentrazione di co2 al loro interno grazie a questo processo delle piante c4 è semplicemente la ruby sco riuscirà a lavorare in maniera adeguata queste

piante quindi sono sostanzialmente piante che vivono in regioni tropicali e sono piante che hanno una fotosintesi molto più efficiente delle piante citra cosa bisogna ricordarsi delle piante c4 ecco che avviene solo un piccolo ciclo all'inizio che serve a conservare e aumentare la concentrazione della co2 così che la fotosintesi possa venire anche ad alte temperature cosa molto simile avviene anche per delle piante denominate cam molto recenti comunque questi tipi molto particolari di fotosintesi la c3 è la più antica mentre le piante c4 e cam sono un pochino più ecco queste sono piante come ad esempio i

cactus che vivono quindi anche loro in ambienti tropicali in ambienti molto molto caldi anche desertici ad esempio tutte le piante grasse effettuano appunto fotosintesi cam che sostanzialmente molto simile a quella delle piante c4 solo che non utilizzano un'altra cellula per effettuare questo passaggio questa fissazione di carbonio e passaggio della co2 successiva ma semplicemente la fanno nella stessa cellula ma alternano le fasi la prima fase avviene di notte quindi quella di fissazione del carbonio dentro una molecola da quattro atomi di carbonio e la seconda fase invece avviene di giorno l'effetto però è lo stesso e cioè

che viene conservata la co2 così da aumentarne poi quando serve la concentrazione nel ciclo di calvin così che questo benedetto enzima la ruby sco che ci va a complicare le cose l'aru disco così riesce a lavorare bene perché noi li mettiamo lì a disposizione tutti vicino le co2 e così non va a lavorare con l'ossigeno amava lavorare con l'anidride carbonica che hanno vi piace tanto perché anzi alle piante piace tanto perché così fanno una fotosintesi molto efficiente ecco queste piante e cioè lc4 elecam hanno una foto sintesi molto più efficiente delle piante citra abbia messo

anche qualche foto perché come vediamo le piante c4 sono ad esempio la canna da zucchero al mais mentre invece le piante cam sono ad esempio i cactus ma come vi ho scritto anche nella slide anche la nomas ad esempio anche se non è una pianta si dice succulenta quindi non è una pianta grassa ma anche l'ananas effettua una fotosintesi cam e per concludere il tutto quest'ultima parte molto più approfondita quindi attenzione è sicuramente chi fa le superiori non dovrà mai studiare questa parte quaglia non credo che venga chiesta in ogni caso ve l'ho messa perché

così sia per gli esami all'università o per gli esami per entrare in qualche tipo di università come ad esempio la facoltà di biologia potrebbero essere chiesti questi concetti quindi io ve li ho messi così ho tagliato la testa al toro e secondo me possono essere anche molto interessanti ecco come ultima slide vi dicevo vi ho inserito appunto una slide di riepilogo delle piante c3 è come effettuano la loro fotosintesi vedete le piante c4 che utilizzano due tipi di cellule diverse quelle del mezzo filo e quelle dell'acqua nel fascio dove da una parte avviene la fissazione

del carbonio in molecole a quattro atomi di carbonio mentre invece nelle altre cellule avviene ciclo di calvin invece nelle piante cam avviene la stessa cosa delle c4 ma invece che utilizzare due cellule diverse alternano una reazione di notte una di giorno la conseguenza comunque sempre la stessa e cioè che viene prodotto lo zucchero necessario alla crescita della pianta bene con questo concludo tutta la parte riguardante la fotosintesi se volete che io approfondisca ancora qualcosa me lo potete sicuramente scrivere nei commenti che come vi ricordo li leggo tutti quando riesco vi rispondo anche e io nel

caso lo andrò ad approfondire detto questo vi saluto e vi auguro anche delle buone vacanze estive e se vorrete ci rivedremo al prossimo video