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FASE DO ESCURO, REAÇÃO DE FIXAÇÃO DO CARBONO OU FASE
QUÍMICA
FAAHF
Disciplina: Fisiologia VegetalProfª: MSc. Ludmila T. D. M. Martins
FASES DA FOTOSSÍNTESE
1.FASE DO CLARO, REAÇÃO LUMINOSA OU FASE
FOTOQUÍMICA• Esta fase é dependente de luz
• Onde a energia solar é convertida em energia química.
• Ocorre nas membranas dos tilacóides (CLOROPLASTO) CÉLULA FOLIAR
ATP – NADPH2 - OXIGÊNIO
2. FASE DO ESCURO, REAÇÃO DE FIXAÇÃO DO CARBONO OU FASE QUÍMICA
•Esta fase não é dependente de luz, porém DEPENDE EXCLUSIVAMENTE dos produtos oriundos da fase anterior, que é dependente de luz.
• Nesta fase são formados os carboidratos.
2- FASE DO ESCURO OU FIXAÇÃO DO CARBONO
FASE DO ESCURO
ATP + NADPH2 + CO2
FASE DO CLARO
(ESTÔMATO)
NESTA FASE O CARBONO VAIS SER UTILIZADO PARA FORMAR
O CARBOIDRATO
Ocorre no estroma do cloroplasto
PROCESSOS PARA FIXAÇÃO DO CARBONO
Há três tipos de processos para fixação do carbono na fotossíntese são elas:
C3
C4 CAM.
As etapas da fase do claro
ocorre igualmente em
todas elas
PLANTAS C3
Ciclo Calvin-Benson (1950) ou ciclo redutivo das pentoses fosfatos.
O primeiro produto estável formado com o CO2 é o ácido 3-fosfoglicérico (3PGA), uma molécula com três carbonos.
Exemplos de plantas C3
Milho, soja, feijão
Ribulose difosfato (C5) + CO2(estroma) + NADPH2 +
ATP + ÁGUA ÁGUA + CO2
RUBISCO (ribulose bifosfato carboxilase oxigenase).
2 moléculas de 3- fosfoglicerato (3 carbonos)
Trioses fosfatos
AÇÚCAR
ATP + NADPH
Formada e situada já dentro do estroma do cloroplasto
RUBISCO
Enzima chamada Ribulose bifosfato carboxilase oxigenase.
A RUBISCO possui dois sítios de ligação:1. CO2 e O2.
2. RuBP
Ela atua como carboxilase se ligando ao CO2
Atua também como oxigenase se ligando ao O2.
PLANTAS C3
O ciclo de Calvin - Benson ocorre em três etapas:
1. Fase de Carboxilação2. Fase de Redução do Carbono 3. Fase de regeneração da Ribulose 1,5
difosfato
Este processo ocorre no estroma dos cloroplastos das células do mesófilo
(tecido foliar)
FASE DE CARBOXILAÇÃO
A carboxilação da ribulose – 1,5 – bifosfato ocorre pela entrada do CO2 na molécula formando assim:
2 moléculas de 3- fosfoglicerato ( 3 C)
Primeiro produto estável
formado no ciclo
FASE DE REDUÇÃO
Nesta fase ocorre a redução do 3 – fosfoglicerato, produzindo gliceraldeído -3- fosfato que é um CARBOIDRATO.
Nesta fase utiliza-se ATP e NADPH, (recebe H)
FASE DE REGENERAÇÃO
Nesta fase ocorre a regeneração da ribulose 1,5 bifosfato a partir do de uma molécula de gliceraldeído – 3 – fosfato.
Essa regeneração deve ocorrer para que um novo carbono seja fixado
RIBULOSE 1,5 BIFOSFATO
3- FOSFOGLICERATO(3 C)
GLICERALDEÍDO 3- FOSFATO
REGENERAÇÃO
CARBOXILAÇÃOCO2
REDUÇÃOATP + NADPH
ADP + NADPTRIOSE FOSFATO
GLICOSE – SACAROSE – AMIDO
ATP
RUBISCO
PLANTAS C4
A atividade OXIGENASE da RUBISCO
limita significativamente a fixação do carbono.
A alta temperatura e o estresse hídrico (estômato fechado) também limita a atividade da RUBISCO
SURGE ENTÃO AS PLANTAS
COM METABOLISM
O C4
PLANTAS C4
O primeiro produto formado é um composto de 4 carbonos.
Este metabolismo é encontrado em 18 famílias: Gramineae (milho, milheto, sorgo, cana-de açúcar), algumas bromélias
Malato
Aspartato
CARACTERÍSTICAS DAS PLANTAS C4
Nas plantas C4 há MUDANÇA MORFOLÓGICA importante que é a existência de uma bainha vascular, uma camada adicional de células com cloroplastos que envolve os feixes vasculares.
Anatomia Kranz
ANATOMIA KRANZ
Kranz: coroa Mais cloroplastos
Feixe vascul
ar
Células da
bainha
Células do
mesófiloatmosfera
Camada adicional de células com cloroplasto
ENZIMAS
Nas plantas C4 atuam duas enzimas:
PEPcase (Fosfoenolpiruvato carboxilase), encontrada nas células do mesófilo.
E a RUBISCO nas células da bainha do feixe vascular.
PEP - CASE
Só atua como carboxilase, ou seja, só se liga ao CO2.
O CO2 ao entrar via estômato se liga ao Fosfoenolpiruvato (PEP), uma molécula de 3 carbonos.
Quem catalisa essa união é a PEP case.
COMPARAÇÕES
As plantas C3 funcionam bem entre 400 a 500 μmoles de fótons.
As plantas C4 podem funcionar em intensidades maiores do que 2000 μmoles de fótons.
TRANSPIRAÇÃO
As plantas C4 são bem mais eficientes que as C3 em lidar com a água.
Isto se deve à maior eficiência em captar e armazenar o carbono oriundo do CO2, isto é, a bomba de armazenamento do ácido de quatro carbonos.
o que permite às plantas C4 um gerenciamento melhor da abertura estomática, que é um processo fundamental no controle da transpiração foliar.
PLANTAS CAM
1 - As células fotossintetizantes das plantas CAM, possuem a capacidade de fixar CO2 NO ESCURO via Fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPcase).
2 - Estas abrem seus estômatos á noite.
3 - O ácido málico (malato) assim formado é armazenado no vacúolo.
3- Durante o período seguinte de luz, o ácido málico é descarboxilado e o CO2 entra no ciclo de Calvin, (interior da mesma célula, separação apenas temporal).
4-As plantas CAM são amplamente dependentes da acumulação noturna de dióxido de carbono, pois seus estômatos permanecem fechados durante o dia, evitando a perda de água. (Raven, 1996)
Uma importante propriedade da rubisco é atuar como carboxilase ou oxigenase.
Quando ela atua como oxigenase o processo é conhecido como fotorrespiração, funciona em direção oposta á fotossíntese, causando uma perda de CO2 , fixado pelo ciclo de Calvin.
Essa última capacidade inicia uma série de eventos fisiológicos, em que a absorção do oxigênio pela rubisco está associada à liberação de CO2 em folhas fotossinteticamente ativas.
FOTORRESPIRAÇÃO
FOTORRESPIRAÇÃO - ciclo C2 Reação oxigenase da rubisco.
Neste processo estão envolvidos três organelas cloroplasto peroxissomo mitocôndria
Três circuitos ou rotas estão presentes em tal processo: são elas do carbono, nitrogênio e oxigênio.
VANTAGENS E DESVANTAGENS DA FOTORRESPIRAÇÃO
DESVANTAGEM: Em termos de produtividade, a fotorrespiração é um processo que reduz a fixação de CO2 e o crescimento das plantas.
VANTAGEM: atualmente se sabe que o processo fotorrespiratório é importante para remover o excesso de energia (ATP e NADPH) produzindo sob altos níveis de radiação ou não utilizados sob situação de estresse hídrico, por exemplo.
CONSUMO
Na fotorrespiração são consumidos 7 ATPs e 4 NADPHs, para cada molécula de CO2 fixada ou liberada.
Dessa forma, a fotorrespiração teria como função dissipar o excesso de ATP e NADPH2, produzidos na etapa luminosa da fotossíntese.
CICLO C3 CICLO C 2
A função biológica da fotorrespiração ainda é desconhecida.
Em resumo, existem evidências que a fotorrespiração afeta positivamente as plantas, porém a sua função específica ainda é desconhecida.