Le cellule estraggono energia dalle sostanze organiche

L’energia potenziale immagazzinata nei legami• si libera durante la loro ossidazione che avviene per tappe successive (respirazione cellulare)• viene sfruttata per sintetizzare ATP

Il complesso delle reazioni che permettono l’estrazione di energia dalle sostanze organiche è il metabolismo energetico.

La respirazione cellulare

La respirazione cellulare prevede 3 fasi successive:

• glicolisi, nel citoplasma• ciclo di Krebs, nella matrice

mitocondriale• fosforilazione ossidativa, sulle

creste mitocondriali

La glicolisi

Con la glicolisi il glucosio viene parzialmente ossidato a piruvato, con formazione di 2 ATP

Il ciclo di Krebs

Nella matrice mitocondriale il piruvato subisce una decarbossilazione ossidativa diventando acetilCoA

Nel ciclo di Krebs

• l’acetilCoA si ossida ad anidride carbonica

• si formano 3 NADH, 1FADH2, 1ATP

La fosforilazione ossidativa

Durante la fosforilazione ossidativa, il trasferimento di elettroni sulle creste mitocondriali determina

• la sintesi della maggior parte delle molecole di ATP• il consumo di ossigeno • la liberazione di acqua

Le fermentazioniGli organismi possono ricavare energia dalla sola glicolisi attraverso le fermentazioni, particolari reazioni che permettono di ossidare il NADH.

Con la fermentazione lattica si forma acido lattico.

Con la fermentazione alcolica si forma alcol etilico e anidride carbonica.

Schema generale del metabolismo energetico

Le sostanze introdotte con i cibi • vengono idrolizzate e trasformate prevalentemente in

monosaccaridi, aminoacidi, glicerolo, acidi grassi• subiscono varie trasformazioni in modo che il loro livello (pool) nel

sangue si mantenga costante

La fotosintesiLa fotosintesi clorofilliana permette di sintetizzare sostanze organiche con la riduzione della anidride carbonica

Comprende:

fase luminosa, sui tilacoidi: cattura energia e potere riducente

fase oscura, nello stroma: produce zuccheri

La fotosintesiI pigmenti fotosintetici assorbono

specifiche lunghezze d’onda della luce visibile

All’interno dei cloroplasti i pigmenti sono organizzati in fotosistemi, costituiti da

• centro di reazione

• pigmenti antenna

La fase luminosa

Durante la fase luminosa

• gli elettroni si trasferiscono dall’acqua al NADP+ passando attraverso i fotosistemi P680 e P700

• si forma ATP

La fase oscura

Durante il ciclo di Calvin

• l’anidride carbonica si riduce formando zuccheri

• viene consumata energia

I prodotti della fotosintesi

Destino delle sostanze organiche prodotte con la fotosintesi.

Piante speciali

La CO2 viene fissata prima provvisoriamente e poi definitivamente in momenti diversi della giornata

La CO2 viene fissata prima provvisoriamente e poi definitivamente in cellule diverse della foglia

Metabolismo delle piante CAM.

Metabolismo delle piante C4.