Plantas C3, C4, CAM, Resumos de Agronomia

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Fase Bioquímica

Plantas Ciclo C3Plantas Ciclo C

Reações de fixação do carbono (ciclo de Calvin)  O ATP e NADPH gerados na fase luminosa, são utilizados para fixar o CO 2 atmosférico;  Em muitas espécies vegetais a redução do carbono ocorre exclusivamente no estroma do cloroplasto por uma série de reações frequentemente designadas de ciclo de Calvin (prêmio Nobel em 1961).  No ciclo de Calvin, o CO 2 é fixado através de uma via de três carbonos;

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Estágios do Ciclo de Calvin: 1)Fixação do carbono: O CO 2 é fixado na molécula ribulose1,5 bifosfato (RuBP) , por ação da enzima ribulose 1,5 bifosfato carboxilase oxigenase (RuBisCo); 2)Redução do ácido 3-fosfoglicérico: ocorre a redução do 3-fosfoglicerato (PGA) a gliceraldeído 3-fosfato. A formação de 6 moléculas de 3- fosfoglicerato implica a fixação de 3CO 2 ; 3)Regeneração da RuBP: cinco das seis moléculas de gliceraldeído 3-fosfato são utilizadas para regenerar 3 moléculas de RuBP, o aceitador para o dióxido de carbono.

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 O produto imediato do ciclo de Calvin é o gliceraldeído 3-fosfato, a molécula primária transportada do estroma cloroplasto para o citosol.  (^) No citosol o gliceraldeído3-fosfato é transformado no dissacarídeo sacarose, a principal forma de transporte de açucares nas plantas.  (^) O gliceraldeído-3-fosfato não utilizado que permanece nos cloroplastos é transformado no polissacarídeo amido, o qual é armazenado temporariamente como grãos de amido no estroma do cloroplasto.

CARBOXILAÇÃO REDUÇÃO REGENERAÇÃO

FotorrespiraçãoFotorrespiração

Fotorrespiração (Ciclo do glicolato)  A fotorrespiração ocorre quando a RuBisCo utiliza O 2 em vez de CO 2 ;  Na presença de grande quantidade de CO 2 , a RuBisCo cataliza a carboxilação da ribulose 1,5-bifosfato com alta eficiência, contudo o O 2 compete pelo sítio ativo da enzima com o CO 2.

FotorrespiraçãoFotorrespiração



Quando a enzima cataliza a fixação

de O 2 na Ribulose 1,5-bifosfato,

produz um composto de 3C (3-

fosfoglicerato) e outro de 2C (2-

fosfoglicolato).

O 2 + ribulose-1,5-bisfosfato 3-fosfoglicerato + 2- fosfoglicolato + 2H+ (5C) (3C) (2C)

FotorrespiraçãoFotorrespiração



O ciclo se inicia no cloroplasto com

a formação do glicolato a partir do

2-fosfoglicolato.



O glicolato migra para o

peroxissomo onde é convertido

para glicina (aminoácido) e

peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ):

enzima catalase degrada o H 2 O 2 ,

que é tóxico para a célula.

FotorrespiraçãoFotorrespiração

 A glicina migra do peroxissomo para a mitocôndria: 2 moléculas de glicina (2C) produzem 1 molécula de serina (aminoácido com 3 C)  nesta etapa ocorre liberação de NH 3 e de CO 2.  A serina (3C) formada na mitocôndria migra para o peroxissomo onde é convertido para glicerato.  O glicerato (3C) migra para o cloroplasto onde é convertido para 3- fosfoglicerato (3C), com gasto de ATP.

FotorrespiraçãoFotorrespiração

 A atividade oxigenásica da Rubisco, combinada com a via de recuperação, consome O 2 e liberta CO 2 , um processo designado fotorrespiração ;  Contrariamente à respiração mitocondrial, a foto rrespiração (que ocorre apenas na presença de luz) é um processo de desperdício não produzindo ATP nem NADPH.

FotorrespiraçãoFotorrespiração

 75% do carbono gerado pela oxigenase é recuperado e retorna para o ciclo de Calvin.  No entanto, o grau de perdas de carbono pela fotorrespiração depende das concentrações de CO 2 e O 2 , das propriedades cinéticas da rubisco e da temperatura, e tende a ser maior que 25% em condições normais do ambiente.

FotorrespiraçãoFotorrespiração

Por que a existência da fotorrespiração??? A fotorrespiração poderia contribuir para a dissipação de ATP e poder redutor e evitar danos sobre o aparelho fotossintético sob condições de excesso de energia (por exemplo:  intensidade de luz e  [COCO 2 ] interna, como ocorre em plantas expostas a estresse hídrico (estômatos fechados).

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