{"id":1153,"date":"2016-11-25T11:26:15","date_gmt":"2016-11-25T10:26:15","guid":{"rendered":"https:\/\/sperimentando.com\/?p=1153"},"modified":"2023-09-24T18:39:48","modified_gmt":"2023-09-24T16:39:48","slug":"alla-scoperta-della-fotosintesi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sperimentando.com\/?p=1153","title":{"rendered":"Alla scoperta della fotosintesi"},"content":{"rendered":"

Vi propongo una lezione sulla fotosintesi che consta di una breve introduzione teorica e delle istruzioni per portare avanti ed analizzare un esperimento. La lezione pu\u00f2 essere seguita da giovani scienziati (scuole superiori o universit\u00e0) in autonomia oppure pu\u00f2 essere organizzata da un insegnante per i suoi studenti.<\/p>\n

In questa pagina troverete:<\/p>\n

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  1. il testo della lezione introduttiva con domande e suggerimenti per pensare ad un esperimento che metta alla prova le teorie esposte e ci consenta di osservare con i nostri occhi la fotosintesi in azione<\/a><\/li>\n
  2. il protocollo per preparare l’esperimento o\u00a0guida per l’esercitatore<\/a><\/li>\n
  3. il protocollo per eseguire l’esperimento<\/a><\/li>\n
  4. le istruzioni per analizzare i dati ottenuti<\/a><\/li>\n
  5. i dati ottenuti da altri sperimentatori prima<\/a><\/li>\n
  6. alcune considerazioni per\u00a0interpretare e riflettere su quanto osserviamo<\/a><\/li>\n
  7. la formalizzazione di questa unit\u00e0 di apprendimento: quali sono gli obiettivi, quali le strade per raggiungerli e come testare se li abbiamo raggiunti)<\/a><\/li>\n<\/ol>\n

    <\/a> 1. Introduzione:<\/h2>\n

    Produzione e consumo di CO2<\/sub> e O2<\/sub> in una foglia in risposta alla luce<\/h2>\n

    Senza macchinari tecnicamente avanzati, ma con il pi\u00f9 sofisticato degli strumenti\u00a0 a disposizione, il suo intelletto critico, Jan Baptista van Helmont osserv\u00f2 gi\u00e0 nel 1600 che una pianta di salice lasciata crescere in un vaso pieno di terra per 5 anni, aumentava la sua massa di circa 74 Kg, senza che a questo aumento corrispondesse un parallelo decremento della massa del suolo nel quale era immersa. Ne dedusse che la materia necessaria alla produzione dei tessuti della pianta non proveniva certo dal suolo. Osservazioni fatte da diversi scienziati negli anni da l\u00ec a venire evidenziarono che una buona parte dell\u2019acqua somministrata alla pianta finiva sotto forma di vapore acqueo e pertanto la quantit\u00e0 assorbita non era di nuovo sufficiente a giustificare l\u2019aumento di massa della pianta. Cosa mangiava dunque la pianta? Si vide che la luce era fondamentale perch\u00e9 la pianta potesse crescere, e che altrettanto necessari erano l\u2019aria, o pi\u00f9 specificatamente la CO2<\/sub>, e, per l\u2019appunto l\u2019acqua. [il testo per una lezione dettagliata sugli esperimenti chiave nella scoperta della fotosintesi fra il 1600 e il 1800 \u00e8 disponibile cliccando su questo link<\/a>; gli stessi contenuti sono anche disponibili come presentazione<\/a>] Mentre gli animali mangiavano materia complessa e, smontandola, ne traevano l\u2019energia e i mattoncini per costruire la propria, le piante erano in grado di utilizzare l\u2019energia della luce per produrre la materia complessa di cui avevano bisogno a partire da mattoncini molto semplici.<\/p>\n

    Il complesso macchinario che le piante hanno sviluppato durante l\u2019evoluzione per realizzare la trasformazione della luce in una piccola corrente elettrica e quindi in energia chimica utilizzabile dalla cellula, somiglia molto da vicino all\u2019immagine rappresentata schematicamente qua sotto: un sistema di raccolta della luce convoglia i fotoni verso i fotosistemi; qui l\u2019energia di ogni fotone \u00e8 utilizzata per spostare un elettrone da un donatore iniziale ad un accettore finale attraverso una catena di trasportatori intermedi, producendo cos\u00ec una piccola corrente elettrica; l\u2019energia liberata dal gradiente elettronico viene in parte immagazzinata sotto forma di NADPH ridotto, in parte utilizzata per produrre un gradiente di protoni utilizzato per la sintesi di ATP.<\/p>\n

    \"fotosintesi:<\/a><\/p>\n

    Come potete osservare gi\u00e0 in questa prima parte del processo c\u2019\u00e8 un substrato netto che viene consumato, l\u2019acqua, ed uno che viene liberato, l\u2019ossigeno molecolare.<\/p>\n

    Ma non finisce qui, l\u2019energia immagazzinata temporaneamente in ATP e NADPH \u00e8 poi utilizzata nel ciclo di Calvin: la CO2<\/sub> viene ridotta ed utilizzata per sintetizzare molecole pi\u00f9 complesse, gli zuccheri, che la pianta utilizzer\u00e0 per costruire la sua massa.<\/p>\n

    Quindi in sintesi, se volessimo misurare l\u2019attivit\u00e0 fotosintetica in risposta alla luce, quali saranno i nostri substrati che spariscono ed i nostri prodotti che si formano?<\/p>\n

    \"riassunto<\/a><\/p>\n

    Acqua e anidride carbonica vengono consumati in risposta alla luce, mentre ossigeno gassoso e zuccheri vengono a formarsi.<\/p>\n

    Attenzione per\u00f2, anche le piante hanno dei mitocondri e sanno portare avanti la respirazione cellulare, pertanto nel nostro esperimento dovremo tener conto nel bilancio anche del contributo della respirazione. Chi sono i substrati e i prodotti della respirazione? Quanto incideranno sul bilancio totale a luce accesa? E quanto invece a luce spenta?<\/p>\n

    \"ciclo<\/a><\/p>\n

    Bene e ora tocca alla vostra fantasia di scienziati: una volta identificati i substrati ed i prodotti della nostra reazione, come potremmo misurarne la diminuzione o l\u2019incremento?<\/p>\n

    Provo a suggerirvi alcune osservazioni:<\/p>\n

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    1. \n