RESUMO DAS 3 FASES

FASE DE

REGENE-

RAÇÃO

CARBOXILAÇÃO

REDUÇÃO

Síntese de diferentes compostos a partir de gliceraldeído-3-P

Respiraçãode crescimento

RUBISCO: RIBULOSE BIFOSFATOCARBOXILASE/OXIGENASE

53 2

fotorespiração

Função biológica da fotorrespiração

Durante condições de alta radiação fotossinteticamente ativa:

- Estômatos fechados:

- Excesso de excitação dosfotossistemas:- Produção de ATPs e NADPHs

- Não há a entrada de CO2

Dissipar o excesso de ATP e poder redutor

FOTORRESPIRAÇÃO

Fatores que afetam a fotorrespiração:- Concentração de O2

- Temperatura

A 25°C:

carboxilase oxigenase[O2] (%)Atividade da

66% 34%21 (0,035% de CO2)

0%100%zero

10% 90%80-100

RUBISCO

Fatores ambientais que favorecem a fotorrespiração

- ↓ [CO2]

- Alta temperatura

- maior solubilidade do O2

- redução da solubilidade do CO2

- acima de 30°C → ↓ assimilação do carbono 50%

- Falta de água ⇒ fechamento dos estômatos

- ↑ [O2]

Mecanismo para aumentar a produtividade

- Enriquecimento com CO2 em casas de vegetação pex: culturas de alface, pepinos, rosas.

- Tomateiros - aumento de mais de 50% da produção

Exemplos práticos:

Efeitos das concentrações de O2 e CO2 sobre o crescimentode uma planta C3, Mimulus cardinalis.

[CO2](p.p.m.)

Aumento da massa seca(mg/planta/10 dias)

21% O2 2% O2

110320640

10565804

15010761144

Modificado de Lea & Leegood, (1993)

Mecanismos de concentração do CO2

CICLO C4MAC OU CAM

Pressão Seletiva

Ao longo da evolução:

- Aparecimento de plantas com redução na fotorrespiração

- Mecanismos para concentrar CO2 próximo ao sítio da ativo da RUBISCO

C4 C3- Fatores seletivos:

- Baixa [CO2]- Perda de água

CAMC3

- Surgimento independente, ao longo da evolução

Ciclo Hatch-Slack ou C4

1os estudos com 14CO2 em folhas de :

Cana-de-açúcarMilho

70-80% do carbono marcado na forma de malato e/ouaspartato (ácidos de 4C)

Hatch & Slack (1966) :

- Malato e aspartato como 1os intermediários estáveis

- Formação posterior do 3-fosfoglicerato (3PGA)

- Estudos 14CO2 em folhas de cana-de-açúcar:

Estabelecimento da Via C4

Pré-fixação do CO2 em compostos orgânicos

de 4 carbonos

CO2 + H2OCO2 + H2O

PEPcasePEPcase

Fosfoenolpiruvato carboxilase

Cloroplastos de Sorgo:A. células do mesofiloB. células da bainha

A

B

Efeito da temperatura sobre a taxa fotossintética

Plantas CAM Metabolismo Ácido das Crassuláceas

- Característico de plantas suculentas

- Descoberta na família Crassulaceae

- Plantas adaptadas a ambientes

com falta de água, alta salinidade ou alta

temperatura

Ocorrência das plantas CAM

∼ 15 – 20 mil espécies

Mais de 30 famílias

Liliaceae

AsclepiadaceaeCrassulaceae

Orchidaceae

Bromeliaceae

Cactaceae

Gimnosperma

Welwitschia mirabilis

Isoetes sp.

Pteridófita

METABOLISMO ÁCIDO DAS CRASSULÁCEAS-CAM

Ácido málico

Vacúolo

DIA

Malato

Cloropl.

CicloCalvin

CO2

EM

Cloroplasto

HCO3- Pi

Oxaloacetato

Triose-P

Amido

PEPPEPCase

Malato

Ac. málico

MD

Vacúolo

CO2 atmosféricoNOITE

Modificado de Taiz & Zaiger (2002)

Fechamento dos estômatos durante o dia:

Eficiência na economia de água

- ↓ perda de água:

- CAM: perda de 50 a 100g H2O / g CO2

- C4 : perda de 250 a 300g H2O / g CO2

- C3: perda de 400 a 500g H2O / g CO2

FOTORRESPIRAÇÃONão detectável

- Descarboxilação- Evita-se a saída de CO2

para fora

Abertura estomática durante a noite

Economia de carbono e de nitrogênio- Necessidade de menor quantidade de RUBISCO

São plantas melhor adaptadas a:

Ambientes pobres em nutrientes, água e

alta intensidade luminosa

- redução da competição por CO2 durante a noite

- maior umidade relativa do ar- temperaturas mais baixas

Plantas CAM apresentam:

- podendo ser de 5 a 10x > que em C3 e C4

Vantagem competitiva em ambientes secos pex: desertos

- alta eficiência no uso de água (fechamento dos estômatos)

Plantas C3 –CAM facultativas

Ananas comosus

Gusmania

O que acontecerá com as epífitas em função do aumento do efeito estufa?

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