CLOROPLASTOstruttura:

o matrice

Funzione: Fotosintesi – sintesi di zuccheri utilizzando l’energia luminosa (consumo di CO2 e H 20 ed emissione di O2 )

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FOTOSINTESI6 CO2 + 6 H2O + Luce → C6H12O6 + 6 O2

due fasi:

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FOTOSINTESI6 CO2 + 6 H2O + Luce → C6H12O6 + 6 O2

Fase luminosa: TRASDUZIONE DI ENERGIA. L’energia luminosa, viene captata dalla clorofilla sui tilacoidi e trasformata in energia chimica, mediante la sintesi di ATP e la riduzione del NADP+ ossidato in NADPH ridotto, utilizzando acqua e liberando ossigeno.

Fase al buio (ciclo di Calvin): FISSAZIONE DEL CARBONIO. L’ATP e il NADP forniscono l’energia chimica e il potere riducente per sintetizzare glucosio a partirte da CO2.note:NADP= coenzima ossidoriduttivo nicotinammide adenina dinucleotide fosfato.

Ossidazione, quando un elemento subisce una sottrazione di elettroni.Riduzione, quando un elemento subisce l’acquisizione di uno o più elettroni.

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CLOROPLASTOstruttura:

• A

Amido: riserva più importante di zuccheri nelle piante, equivalente al glicogeno delle cellule animali

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• I cloroplasti sono presenti in tutti organismi vegetali e sono localizzati nelle cellule dei tessuti esposti alla luce (foglie, fusti erbacei, gemme, boccioli di fiori, frutti acerbi ecc.).

• Hanno un diametro di circa 4-6 µm.• In una cellula vegetale si possono avere fino a 40-50 cloroplasti.• La forma dei cloroplasti varia; nelle alghe sono solitamente

allungati, possono essere nastriformi, spiraliformi; nelle piante superiori sono ellissoidali.

CLOROPLASTO forma:

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GENOMA DEI CLOROPLASTI

MOLECOLA CIRCOLARE CIRCA 100 GENI SUDDIVISI IN DUE GRUPPI:

-geni per la sintesi di RNA - geni per la sintesi delle proteine sullemembrane dei tilacoidi.

Analogamente a quanto avviene nei mitocondri:

• Alcune delle proteine sono codificate dal DNA nucleare, sintetizzate nel citoplasma e poi trasportate nel cloroplasto.

• Atre proteine, invece, sono codificate e nel DNA plastidiale e sintetizzate nel cloroplasto stesso.

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I cloroplasti fanno parte dei PLASTIDI

Sistema di organuli avvolti da una doppia membrana.Svolgono diverse funzioni, sono altamente specializzati, subiscono un processo di maturazione e possono evolvere da una forma all’altra.

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PLASTIDI

Cloroplasti: contengono i tilacoidi con la clorofilla, pigmento fotosintetico, che da il colore verde alle piante

Cromoplasti: privi di tilacoidi, contengono pigmenti non fotosintetici, si trovano nei fiori e nei frutti

Leucoplasti : privi di tilacoidi e di pigmenti, sono quindi plastidi incolori, essi accumulano sostanze di riserva, a seconda del contenuto si distinguono diversi sottotipi:

Amiloplasti: accumulano amidoLipidoplasti: accumulano lipidiProteoplasti: accumulano proteine

Il differenziamento di un proplastidio può essere determinato da vari fattori; luce, temperatura, ormoni, sostanze nutritive, genoma ecc.

Proplastidi: organuli piccoli e indifferenziati che maturando danno origine ai plastidi elencati sotto.

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CROMOPLASTI• Si formano ex novo da proplastidi, oppure per degenerazione da

cloroplasti verdi (es. maturazione della frutta).

• In tal caso la struttura interna, a maturità, degenera, perde il sistema delle membrane tilacoidali. La clorofilla si degrada e compaiono altri pigmenti colorati.

• Nei cromoplasti maturi si trova un basso contenuto di RNA , di proteine e un numero limitato di ribosomi.

• Colorazione dei cromoplasti è dovuta a diversi pigmenti: -arancione: carotene (carota, arancia) - gialla: xantofille (limone) -

rossa: licopene (pomodoro).

Localizzazione: in molti fiori (es. ranuncolo), frutti (pomodori) ed organi di riserva (es. carota) e nelle foglie senescenti.

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da cloroplasto a cromoplastoLa trasformazione da cloroplasto a cromoplasto comporta: 1. Demolizione della clorofilla;2. Demolizione delle proteine enzimatiche coinvolte nella fotosintesi; 3. Scomparsa del sistema lamellare; 4. Comparsa di gocce lipidiche o di cristalli con pigmenti.

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SENESCENZA

Cloroplasti Cromoplasti

Le foglie autunnali perdono progressivamente il colore verde e ingialliscono, perché la clorofilla viene degradata e si accumulano i carotenoidi.

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Cromoplasti

Cloroplasti Cromoplasti

Funzione vessillare di richiamo per insetti e animali impollinatori.

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Maturazione dei frutti

Cloroplasti Cromoplasti

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CROMOPLASTI DI PEPERONI

peperoni verdi peperoni maturi

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LEUCOPLASTI

Plastidi incolori, con funzione di riserva. Gli AMILOPLASTI corrispondono a deposito di amido della pianta. • Si trovano nei parenchimi amiliferi dei semi, fusti; radice e frutti;• hanno struttura molto più semplice di quello di un cloroplasto e sono ricchi di enzimi per la sintesi e la degradazione dell’AMIDO.

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AMILOPLASTI

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• In organi e tessuti non fotosintetizzanti con funzioni di riserva (radici, fusti, semi, frutti)

• (quasi) privi di sistema tilacoidale• Lo stroma e quasi completamente occupato d amido

AMILOPLASTO

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Cloroplasti

Amiloplasti

Talora gli amiloplastisi si trasformano in cloroplasti

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EZIOPLASTIezioplasti

cloroplasti

Quando i tessuti destinati a divenire fotosintetici crescono in assenza di luce, i proplastidi non riescono ad evolvere in cloroplasti, allora restano in uno stadio immaturo e privo di clorofilla. Questi si chiamano ezioplasti e le piante vengono definite eziolate.

Quando piante eziolate vengono esposte alla luce del sole, gli ezioplasti evolvono in cloroplasti e sviluppano la clorofilla.

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ezioplasti

cloroplasti

Nelle foglie di piante germogliate al buio i proplastidi non evolvono in cloroplasti ma restano in uno stadio intermedio con accumulo di protoclorofillide (precursore della clorofilla) associata a protilacoidi.

EZIOPLASTI

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Teoria dell’origine endosimbionte dei

cloroplasti

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Struttura dei cianobatteriI cianobatteri, sono procarioti che si contraddistinguono per l'abbondante presenza di lamelle tilacoidi, un complesso sistema di lamelle parallele, prodotto per invaginazioni della membrana plasmatica, dove si accumulano i pigmenti fotosintetici e dove si svolge la fotosintesi.

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