Biologia: Fotosintesi e Cloroplasti
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Questions and Answers

Quale molecola cattura l'energia luminosa durante la fotosintesi?

  • Carboidrati
  • Clorofilla (correct)
  • NADPH
  • ATP

Qual è il risultato della trasduzione dell'energia luminosa nella fotosintesi?

  • Produzione di anidride carbonica
  • Produzione di ATP e NADPH (correct)
  • Produzione di glucosio
  • Produzione di ossigeno

Cosa avviene durante il ciclo di Calvin?

  • Riduzione dell'ossigeno
  • Produzione di ATP
  • Degradazione della clorofilla
  • Fissazione del carbonio (correct)

Qual è la funzione principale dei tilacoidi nei cloroplasti?

<p>Cattura della luce (A)</p> Signup and view all the answers

Quale di queste affermazioni sui cloroplasti è corretta?

<p>Contengono una matrice simile a un gel (B)</p> Signup and view all the answers

Quale tra questi elementi non viene ridotto durante la fotosintesi?

<p>Ossigeno (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il centro di reazione del fotosistema II?

<p>P680 (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il componente principale delle membrane dei tilacoidi?

<p>Proteine porine (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade quando un fotone entra in contatto con le molecole di P680?

<p>Le molecole di P680 vengono fotoeccitate (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo della ferredossina nella fotosintesi?

<p>Donare elettroni alla NADP+ reduttasi (A)</p> Signup and view all the answers

Quale reazione chimica rappresenta il processo della fotosintesi?

<p>Luce + 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 (D)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione descrive meglio il complesso dei citocromi?

<p>Pompaggio unidirezionale di un gradiente elettrochimico (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione dell'enzima NADP+ reduttasi?

<p>Catalizzare il trasferimento di elettroni dalla ferredossina al NADP+ (C)</p> Signup and view all the answers

Quali molecole possono attraversare liberamente entrambe le membrane in una cellula fotosintetica?

<p>CO2 (A), O2 (B), H2O (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale della membrana interna nei tilacoidi?

<p>Agire come barriera di permeabilità (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa costituisce il compartimento unico all'interno dei tilacoidi?

<p>Lume tilacoidale (B)</p> Signup and view all the answers

Quali ioni possono attraversare liberamente la membrana interna dei tilacoidi?

<p>Na+ e K+ (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa non attraversa facilmente la membrana interna nei tilacoidi?

<p>Acidi grassi (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la composizione della membrana intermembrana nei tilacoidi?

<p>Permeabile a piccole molecole e ioni (C)</p> Signup and view all the answers

Quali sono le condizioni per la fotosintesi nel contesto delle membrane tilacoidali?

<p>Presenza di luce e CO2 (B)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla struttura delle membrane tilacoidali?

<p>Formano un compartimento continuo con lo stroma (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il risultato della fotoeccitazione di un elettrone?

<p>L'elettrone guadagna energia e passa a uno stato eccitato (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa consente alla clorofilla di assorbire la luce?

<p>I doppi legami presenti nell'anello porfinico (B)</p> Signup and view all the answers

Quale iono è associato alla clorofilla per garantire la disponibilità di orbitali ad alta energia?

<p>Mg2+ (A)</p> Signup and view all the answers

Che tipo di energia viene trasferita tra pigmenti durante il trasferimento di energia per risonanza?

<p>Energia fotoeccitata (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni sui diversi tipi di clorofille è corretta?

<p>Clorofille a e b assorbono lunghezze d'onda specifiche (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione della catena laterale idrofobica di fitolo nella clorofilla?

<p>Legare la clorofilla ai lipidi di membrana (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il processo di trasferimento di energia per risonanza nella fotosintesi?

<p>Il trasferimento dell'energia fotoeccitata tra molecole di pigmento (A)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione è falsa riguardo alla clorofilla?

<p>La clorofilla è solubile in acqua (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni riguardo ai pigmenti accessori è corretta?

<p>Trasferiscono l'energia alla clorofilla per risonanza. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo principale del centro di reazione nei fotosistemi?

<p>Catturare l'energia e convertirla in energia chimica. (B)</p> Signup and view all the answers

Dove sono ancorati i fotosistemi nelle cellule vegetali?

<p>Alle membrane dei tilacoidi. (C)</p> Signup and view all the answers

Quali tra le seguenti molecole sono considerate pigmenti accessori?

<p>Ficobiline (A), Carotenoidi (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il complesso di cattura della luce (LHC)?

<p>Un fotosistema che raccoglie e passa energia a quello vicino. (C)</p> Signup and view all the answers

Che tipo di organismi sono i batteri fotosintetici anossigenici?

<p>Organismi che non liberano ossigeno nella fotosintesi. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione delle proteine leganti nella clorofilla?

<p>Stabilizzare la disposizione della clorofilla. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti processi è una funzione del fotosistema?

<p>Produzione di ATP e NADPH. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la principale funzione del complesso dell'ATP sintasi?

<p>Sintetizzare ATP utilizzando l'energia del gradiente protonico (B)</p> Signup and view all the answers

Quale processo utilizza l'ATP sintasi per produrre ATP?

<p>Fosforilazione ossidativa (B)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti molecole viene utilizzata nella sintesi di ATP durante la fotofosforilazione?

<p>ADP (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa significa il termine 'cassimilazione fotosintetica del C'?

<p>La conversione della CO2 inorganica in composti organici (D)</p> Signup and view all the answers

Dove avviene il ciclo di Calvin?

<p>Nello stroma dei cloroplasti (C)</p> Signup and view all the answers

Quale molecola viene utilizzata come accettore di carbonio nel primo passaggio del ciclo di Calvin?

<p>Ribulosio-1, 5-bifosfato (D)</p> Signup and view all the answers

Quanti atomi di carbonio ha il 3-fosfoglicerato?

<p>3 (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti molecole viene rigenerata nel ciclo di Calvin?

<p>Ribulosio-1, 5-bifosfato (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Trasduzione di energia (fotosintesi)

La fase della fotosintesi in cui l'energia luminosa viene convertita in energia chimica, come NADPH e ATP.

Assimilazione del carbonio (fotosintesi)

La fase della fotosintesi in cui gli atomi di carbonio (CO2) vengono legati covalentemente ai composti organici per formare carboidrati.

Fotosintesi

Il processo chimico mediante il quale le piante utilizzano la luce solare per produrre glucosio e ossigeno a partire da anidride carbonica e acqua.

Cloroplasto

Un organello cellulare responsabile della fotosintesi delle piante.

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Tilacoide

Una struttura all'interno del cloroplasto dove si svolgono le reazioni luminose della fotosintesi.

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Lume tilacoidale

Lo spazio interno al tilacoide, dove avvengono le reazioni luminose della fotosintesi.

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Stroma

La soluzione gelatinosa all'interno del cloroplasto, che contiene enzimi per l'assimilazione del carbonio.

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Porine

Le proteine che permettono il passaggio di soluti attraverso la membrana esterna del cloroplasto.

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Membrana tilacoidale

La membrana che circonda il tilacoide, separandolo dallo stroma.

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Membrana interna del cloroplasto

La membrana interna del cloroplasto, che separa lo stroma dal citoplasma cellulare.

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Membrana esterna del cloroplasto

La membrana esterna del cloroplasto, che separa lo stroma dal citoplasma cellulare.

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Fase luminosa della fotosintesi

La fase della fotosintesi che utilizza l'energia solare per creare ATP e NADPH.

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Pigmenti accessori

I pigmenti accessori catturano fotoni di luce che la clorofilla non riesce ad assorbire e trasferiscono l'energia a questa per risonanza.

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Esempi di pigmenti accessori

I carotenoidi e le ficobiline sono esempi di pigmenti accessori.

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Dove si trovano i fotosistemi?

I fotosistemi sono ancorati alle membrane dei tilacoidi.

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Proteine leganti la clorofilla

Le proteine leganti la clorofilla stabilizzano la disposizione della clorofilla nel fotosistema.

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Pigmenti antenna

I pigmenti antenna assorbono fotoni e trasferiscono l'energia alla clorofilla e ai pigmenti vicini per risonanza.

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Centro di reazione

Il centro di reazione è costituito da due molecole di clorofilla a coppia speciale che catalizzano la conversione dell'energia solare in energia chimica.

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Complesso di captazione della luce (LHC)

Il complesso di captazione della luce (LHC) raccoglie l'energia come un fotosistema, ma la passa a quello vicino.

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Fotoeccitazione

Un fotone di luce colpisce un pigmento (come la clorofilla), facendo passare un elettrone dallo stato basale allo stato eccitato.

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Trasferimento di energia per risonanza

L'energia di un elettrone fotoeccitato può essere trasferita a un pigmento adiacente.

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Clorofilla - Anello porfinico

L'anello porfinico centrale della clorofilla ha doppi legami che sono responsabili dell'assorbimento della luce.

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Clorofilla - Catena laterale di fitolo

Una catena laterale idrofobica di fitolo ancora la clorofilla ai lipidi della membrana.

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Tipi di clorofilla

Ci sono diversi tipi di clorofilla, come la clorofilla a e la clorofilla b.

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Clorofilla - Ione magnesio (Mg2+)

Lo ione magnesio (Mg2+) nella clorofilla assicura la disponibilità di molti orbitali ad alta energia. Questo permette alla clorofilla di assorbire diverse lunghezze d'onda specifiche della luce.

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Clorofilla a vs clorofilla b

Il gruppo formile (-CHO) nella clorofilla b si trova al posto del gruppo metilico (-CH3) presente nella clorofilla a.

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Clorofilla a e b: assorbimento della luce

La clorofilla a e la clorofilla b hanno la capacità di assorbire diverse lunghezze d'onda della luce, ma la clorofilla a è più efficiente nel catturare la luce rossa, mentre la clorofilla b è più efficiente nel catturare la luce blu.

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Cosa fa il complesso del fotosistema II?

Il complesso del fotosistema II contiene il centro di reazione P680 e il sito di scissione dell'acqua (H2O). Questa fase è composta da quattro passaggi chiave: 1) La scissione dell'acqua e l'ossidazione di P680: l'acqua viene scissa producendo elettroni che sono usati per ridurre P680, mentre si libera ossigeno come sottoprodotto. 2) Fotoeccitazione di P680: l'assorbimento di luce eccita P680. 3) Donazione di elettroni da P680 al plastochinone: l'elettrone eccitato di P680 viene trasferito al plastochinone (PQ). 4) Rimozione di elettroni dal PQ: Il plastochinone trasferisce gli elettroni al complesso dei citocromi b6f, creando un gradiente di protoni.

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Cosa fa il complesso del fotosistema I?

Il complesso del fotosistema I contiene il centro di reazione P700 e svolge la fase finale della catena di trasporto di elettroni. Questo processo prevede i seguenti passaggi: 1) Accettazione di elettroni dalla plastocianina: P700 riceve gli elettroni dalla plastocianina. 2) Trasferimento di elettroni alla ferredossina: P700 dona gli elettroni alla ferredossina, una proteina dello stroma. 3) Riduzione del NADP+: La ferredossina trasferisce gli elettroni alla NADP+ reduttasi, un enzima che catalizza la riduzione del NADP+ a NADPH.

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Che ruolo ha il plastochinone nel fotosistema II?

Dopo essere stato eccitato, il plastochinone trasloca elettroni al complesso dei citocromi b6f e crea un gradiente protonico (H+) attraverso la membrana tilacoidale. Questo gradiente è poi usato per produrre ATP. Questo processo è chiamato Chemiosmosi.

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Cosa fa il complesso dei citocromi b6f?

Il complesso dei citocromi b6f è una proteina di membrana che trasferisce elettroni e protoni (H+) attraverso la membrana tilacoidale. Questo processo è legato alla produzione di ATP mediante la chemiosmosi.

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Qual è il ruolo della ferredossina nel fotosistema I?

La ferredossina è una proteina dello stroma che riceve gli elettroni dal fotosistema I e li trasferisce alla NADP+ reduttasi, un enzima che catalizza la riduzione del NADP+ a NADPH.

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Fosforilazione ossidativa

Un processo che sfrutta il gradiente elettrochimico di protoni per sintetizzare ATP.

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ATP sintasi

L'ATP sintasi è un complesso proteico presente nelle membrane dei mitocondri e dei cloroplasti, responsabile della sintesi di ATP.

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Subunità FO

La subunità FO dell'ATP sintasi è incorporata nella membrana e forma un canale per il passaggio di protoni.

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Subunità F1

La subunità F1 dell'ATP sintasi è sporgente nella matrice mitocondriale o nello stroma dei cloroplasti e catalizza la sintesi di ATP.

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Ciclo di Calvin

Il ciclo di Calvin è una serie di reazioni che avvengono nello stroma dei cloroplasti e permettono la fissazione del carbonio durante la fotosintesi.

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Ribulosio-1,5-bifosfato (RuBP)

Il ribulosio-1,5-bifosfato (RuBP) è un composto a 5 atomi di carbonio, chiave per la fissazione del carbonio nel ciclo di Calvin.

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Carbossilazione

La carbossilazione è una reazione che aggiunge una molecola di CO2 a un composto. Nel ciclo di Calvin la carbossilazione avviene al ribulosio-1,5-bifosfato.

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Rigenerazione del RuBP

La rigenerazione del ribulosio-1,5-bifosfato è necessaria per garantire che il ciclo di Calvin continui.

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Study Notes

Metabolismo Energetico Fototrofo: La Fotosintesi

  • La fotosintesi converte l'energia luminosa in energia chimica (NADPH e ATP).
  • L'assimilazione del carbonio (ciclo di Calvin) lega gli atomi di C (CO₂) a composti organici (carboidrati).
  • Equazione generale: Luce + 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Cloroplasto

  • Ha dimensioni di 1-5 µm di larghezza e 1-10 µm di lunghezza.
  • Composto da tilacoidi, stroma e lume tilacoidale.
  • Lo stroma è una matrice piena di enzimi per l'assimilazione del carbonio, azoto e zolfo.
  • La membrana esterna contiene proteine (porine) che permettono il passaggio di piccole molecole e ioni.
  • La membrana interna è impermeabile a molte piccole molecole organiche e ioni.
  • Acqua, anidride carbonica e ossigeno possono attraversare liberamente entrambe le membrane.

Trasduzione Fotosintetica

  • Raccolta della Luce: I fotoni colpiscono la clorofilla, eccitando gli elettroni a uno stato eccitato.
  • L'energia di un elettrone eccitato viene trasferita a un pigmento adiacente tramite risonanza.

Clorofilla

  • Diverse forme (es. a, b).
  • Assorbono luce a diverse lunghezze d'onda.
  • Contiene uno ione Mg²⁺ che garantisce la disponibilità di orbitali ad alta energia.
  • Batterioclorofilla è una forma presente nei batteri fototrofi anossigenici.

Pigmenti Accessori

  • Assorbono fotoni che la clorofilla non assorbe, trasferendo l'energia alla clorofilla per risonanza.
  • Esempi: carotenoidi e ficobiline.

Fotosistemi

  • Unità funzionali che organizzano clorofilla e pigmenti accessori.
  • Ancorati alle membrane dei tilacoidi.
  • Pigmenti antenna assorbono fotoni e li trasferiscono alla clorofilla vicina.
  • Centro di reazione: clorofilla nel fotosistema catalizza la conversione dell'energia solare in chimica.

Ciclo di Calvin

  • Avviene nello stroma dei cloroplasti.
  • Gli atomi di carbonio nell'anidride carbonica vengono legati a molecole organiche formando carboidrati.
  • Quattro fasi principali: carbossilazione, riduzione, isomerizzazione e rigenerazione.
  • Richiedono ATP e NADPH.

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Testa le tue conoscenze sulla fotosintesi e il ruolo dei cloroplasti in questo quiz. Scoprirai informazioni chiave riguardanti le molecole coinvolte, le reazioni chimiche e le funzioni delle varie strutture cellulari. È un'ottima occasione per rivedere i concetti fondamentali della biologia vegetale.

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