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Prof. Dr. Paulo A. M. de Figueiredo
Engenheiro Agrônomo
Unesp – Dracena
Junho de 2015
FISIOLOGIA VEGETAL APLICADA EM
CANA-DE-AÇÚCAR
“Paulo Castro”
STAB CANAOESTE - Sertãozinho – SP
FOTOSSÍNTESE E RESPIRAÇÃO
Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs
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INTRODUÇÃO
![Page 3: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/3.jpg)
CÉLULA VEGETAL
4
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5
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FOLHAS COM APARATO FOTOSSINTÉTICO E CAULES DO
TIPO COLMO COM PARÊNQUIMAS DE RESERVA
6
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A concentração de
CO2 na atmosfera é de
aproximadamente
0,03%
7
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PONTO DE COMPENSAÇÃO LUMINOSO
LUZ A B C
FS
RS
8
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8 9
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FOTOSSÍNTESE
10
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10
FASE CLARA / FOTOQUÍMICA /
FOTODEPENDENTE
FASE ESCURA /
BIOQUÍMICA /
FOTOINDEPENDENTE
11
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11
FASE FOTOQUÍMICA
Planta
sob
estresse?
12
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CICLO DE CALVIN OU CICLO C3
APG – 3C
12
CARBOXILASE/
OXIGENASE 5C
6C
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SÍNTESE DE AMIDO E SACAROSE
Nas C4, os cloroplastos
armazenam pouco amido e são mais
adaptados à fotossíntese, por
possuirem maiores granum, que são
estruturas de armazenamento de
clorofila.
14
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CÉLULAS DA BAINHA
VASCULAR COM
PRESENÇA DE
CLOROPLASTOS
PRESENÇA DE
CLOROPLASTOS
NO TECIDO
MESOFÍLICO
TECIDO MAIS ATIVO FOTOSSINTETICAMENTE
O QUE É MESOFILO ?
15
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Geralmente, nas plantas C4,
as células do mesofilo estão,
no máximo, a 2 ou 3 células
de distância das células da
bainha mais próximas...
16
![Page 16: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/16.jpg)
CICLO C4
ESTÁVEL COM 4C
“CASE”...
16
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As C4 possuem maior
quantidade de rubisco, ribulose
bifosfato carboxilase oxigenase,
uma das enzimas mais
abundantes no planeta... 18
![Page 18: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/18.jpg)
As plantas C4 possuem
células com paredes
espessas e pouco
permeáveis aos gases
CO2 e H2O 19
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Resposta medida como eficiência fotossintética de cultivares de cana-de-açúcar, em função do aumento em luminosidade
luz
luz
19
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A cana-de-açúcar deve ser explorada em
terrenos ou locais que possuam, entre
outras vantagens, uma considerável
exposição à luz, devido ao seu potencial
genético e aparato fotossintético melhor
preparado.
21
![Page 21: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/21.jpg)
Sob temperaturas na faixa entre
30 a 40o C, as plantas C4
apresentam taxa fotossintética de
duas a três vezes maiores do que
as plantas C3, em função da
estabilidade de determinadas
enzimas.
22
![Page 22: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/22.jpg)
A máxima atividade da enzima
Pepcase, (C4) ocorre entre 30 a
35oC, enquanto que a rubisco em
torno de dez graus abaixo...
23
![Page 23: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/23.jpg)
As plantas C4 normalmente
têm um consumo de água de
250 a 300 litros/ kg de MS,
enquanto as C3 consomem
de 450 a 1000 litros/kg MS.
24
![Page 24: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/24.jpg)
Nas plantas C3 a taxa de
crescimento é de 1 g.dm-2.dia-1,
enquanto que nas C4 é de 4
g.dm-2.dia-1
25
![Page 25: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/25.jpg)
Nas plantas C3 a Eficiência do Uso da
Água (EUA) é de 3 g.CO2/kgH2O,
enquanto que nas C4 é de 5
g.CO2/.kgH2O
26
![Page 26: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/26.jpg)
Nas plantas C3 a Taxa
Fotossintética é de 30
mgCO2.dm-2h-1, enquanto que
nas C4 é de 60 mgCO2.dm-2h-1
27
![Page 27: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/27.jpg)
Durante períodos de seca e baixa umidade
relativa do ar, o gás carbônico tem dificultada
sua entrada nos espaços foliares, devido ao
fechamento dos estômatos. Nessas condições, as
C4 possuem maior suprimento interno de CO2
com ganho fotossintético.
28
![Page 28: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/28.jpg)
Epiderme da folha de cana-de-açúcar, com destaque para os estômatos com distribuição em faixas paralelas
O aumento na
densidade
estomática está
diretamente
relacionado com a
capacidade de
captação do gás
carbônico
destinado à
fotossíntese pelas
plantas.
29
![Page 29: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/29.jpg)
Ferreira et al. (2007)
![Page 30: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/30.jpg)
Figueiredo et al. (2013)
![Page 31: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/31.jpg)
Figueiredo et al. (2013)
![Page 32: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/32.jpg)
Figueiredo et al. (2013)
![Page 33: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/33.jpg)
Figueiredo et al. (2013)
![Page 34: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/34.jpg)
Nas plantas C3 a Fotorrespiração é alta, enquanto que
nas C4 é baixa...
Nos dias muito quentes, as plantas C3 têm a maioria de
seus estômatos fechados e a concentração interna de
CO2 diminui, aumentando a concentração de O2. Nessas
condições, o investimento em Fotorrespiração prejudica
a produção de açúcares da Fotossíntese.
30
![Page 35: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/35.jpg)
NH4 + CO2
CICLO
2C
35
FOTORRESPIRAÇÃO
![Page 36: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/36.jpg)
RESPIRAÇÃO
CELULAR
32
![Page 37: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/37.jpg)
FASE DA RESPIRAÇÃO AERÓBIA
1. GLICÓLISE
2. CICLO DE KREBS
3. CTE
33
![Page 38: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/38.jpg)
34
![Page 39: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/39.jpg)
39
![Page 40: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/40.jpg)
40
![Page 41: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/41.jpg)
QUAL A
IMPORTÂNCIA
DO CICLO DE
KREBS?
37
![Page 42: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/42.jpg)
HIALOPLASMA
MITOCÔNDRIA
MATRIZ
MITOCÔNDRIA
CRISTAS
SEM OXIGÊNIO
RESPIRAÇÃO ANAERÓBIA
FERMENTAÇÃO
“MENOS ENERGÉTICA”
RESPIRAÇÃO CELULAR
38
![Page 43: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/43.jpg)
A baixa quantidade de oxigênio do solo
favorece o aparecimento de
microrganismos anaeróbios, que
produzem substâncias tóxicas que
provocam a solubilidade de elementos
indesejáveis para as plantas.
39
![Page 44: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/44.jpg)
O ataque de pragas e
doenças aumenta a
taxa respiratória e o
consumo de ATP... 40
![Page 45: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/45.jpg)
“A RESPIRAÇÃO é maior nas noites subseqüentes a
dias com alta radiação solar...”
“Nos colmos, a taxa de RESPIRAÇÃO diminui
gradativamente com sua maturação, porém com o
crescimento da planta como um todo, a
RESPIRAÇÃO tende a aumentar, em função do
aumento da matéria seca.”
41
![Page 46: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/46.jpg)
A maioria dos nutrientes
contidos na solução do solo é
absorvida de forma ativa pelas
células, consumindo ATP.
42
![Page 47: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/47.jpg)
FATORES QUE CONTRIBUEM PARA O ENRAIZAMENTO Qual a relação entre compactação
do solo e energia disponível ?
47
![Page 48: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/48.jpg)
A COMPACTAÇÃO ou ALAGAMENTO
comprometem o crescimento e
desenvolvimento radicular, pois além
de prejudicar o desenvolvimento dos
“MAR”, afeta a respiração das raízes,
gerando menos ATP.
FATORES QUE CONTRIBUEM PARA O ENRAIZAMENTO Qual a relação entre compactação
do solo e energia disponível ?
48
![Page 49: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/49.jpg)
ROTAS METABÓLICAS
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![Page 50: Fotossíntese C4 e Ciclo de Krebs - Paulo A. M. de Figueiredo](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102720/587351301a28abbd528c1c52/html5/thumbnails/50.jpg)
CONSIDERAÇÕES
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