Aspetti fisiologici ed ecofisiologici della fotosintesi
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<strong>Aspetti</strong> <strong>fisiologici</strong> <strong>ed</strong> eco<strong>fisiologici</strong> <strong>della</strong> <strong>fotosintesi</strong><br />
• La velocità di fissazione <strong>della</strong> CO 2 è dipendente<br />
da fattori ambientali quali: temperatura,<br />
intensità <strong>della</strong> radiazione, dalla pCO2<br />
• e varia all’interno dei limiti genetici <strong>della</strong><br />
specie (C3/C4, morfologia, piante<br />
sciafile/eliofile, …)<br />
• La velocità di <strong>fotosintesi</strong> è fortemente<br />
condizionata dall’apertura stomatica, che è<br />
controllata da ABA (stress idrico) e da pCO2<br />
nella camera ipostomatica (regolazione a<br />
fe<strong>ed</strong>back dal processo fotosintetico)<br />
1
Regolazione <strong>della</strong> <strong>fotosintesi</strong><br />
La foglia deve trovare un equilibrio tra traspirazione<br />
(finalizzata agli scambi termici) e apertura degli stomi per<br />
raccogliere la CO 2 . Il rischio è di perdere acqua!<br />
Il compromesso <strong>fotosintesi</strong>-traspirazione:<br />
• ottenere la maggior quantità di CO 2 dall’atmosfera<br />
• trattenere la maggior quantità possibile di acqua<br />
quando l’acqua presente nel terreno diventa<br />
limitante, gli stomi si chiudono, e<br />
l’assorbimento di CO 2 risulta inibito<br />
Regolazione degli scambi di CO 2<br />
La velocità di <strong>fotosintesi</strong> e lo stato idrico <strong>della</strong> pianta<br />
influenzano l’apertura stomatica attraverso sistemi di<br />
regolazione separati.<br />
Il controllo dell’apertura stomatica dalla luce:<br />
in realtà è legato al calo di concentrazione di CO 2 nello<br />
spazio gassoso <strong>della</strong> foglia; controlli aggiuntivi:<br />
clorofilla e reazioni fotosintetiche; fotorecettore luce blu<br />
Il controllo dell’apertura stomatica da H 2O:<br />
è legato a ABA.<br />
2
Adattamenti alla luce<br />
• Foglie d’ombra e di sole – diversa<br />
composizione dei fotosistemi<br />
• Fotoinibizione e fotoprotezione<br />
Capacità fotosintetica delle diverse specie<br />
Piante adattate alla luce e piante di ombra<br />
Pianta più efficiente<br />
Pianta più efficace<br />
3
La fotoinibizione<br />
“La diminuzione di capacità fotosintetica indotta<br />
dall’esposizione dei tessuti fotosintetici ad alti<br />
flussi di radiazione fotosinteticamente attiva”<br />
• reversibile nella maggior parte dei casi<br />
• osservata in 3 tipi di condizioni:<br />
1. trasferimento da bassa ad alta irradianza<br />
2. condizioni che rallentano il metabolismo del C<br />
3. basse temperature (≤ 10°C)<br />
Fotoinibizione<br />
Biochimica e biologia molecolare delle piante, Buchanan, Gruissem and Jones (2000)<br />
4
Fotoprotezione: il ciclo delle xantofille<br />
Ad alta irradianza:<br />
violaxantina zeaxantina<br />
stroma<br />
Alta irradianza<br />
Ciclo delle xantofille<br />
È attivato da condizioni di eccesso di luce<br />
violaxantina<br />
ZE<br />
zeaxantina<br />
Nelle piante di<br />
sottobosco si forma<br />
meno zeaxantina<br />
Bassa irradianza<br />
lumen<br />
VDE<br />
ascorbato deidro ascorbato<br />
5
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