Aula 5 Ciclo de Reducao Do Carbono

8/17/2019 Aula 5 Ciclo de Reducao Do Carbono

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Fisiologia das culturasAULA 4. Capit.2 Fotossintese cont. CICLO DE REDUÇÃO DO CARBONOCurso: Ciências AgráriasSemestre: 1o Hora: 17:15 às 1:45

!ocente: A"erito La#aro


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Recentes estimativas indicam que cerca de 200 bilhoes de

toneladas de CO2 sao convertidas para a biomassa a cada ano.

As reacoes que catalisam a reducao de CO2 para carboidratos

sao acopladas ao consumo de ATP e NADPH erados no !lu"ode eletrons !otossintetico.

. #sta reducao de CO2 ocorre no estroma$ a !ase soluvel do

cloroplasto$ onde estao locali%adas as en%imas que catalisam

tais reacoes.

CICLO DE REDUCAO DO CARBONO


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&uitos estudiosos acreditavam que as reacoes de !i"acao de

CO2 eram independentes da lu%$ e elas !oram denominadas de

reacoes do escuro.

Nas ultimas tres decadas$ no entanto$ tornou'se claro que estas

reacoes sao controladas pela lu%. Assim$ denominacoes como(ase )ioquimica da (otossintese$ Reacoes de (i"acao do

Carbono$ Ciclo de Reducao do Carbonoou Ciclo de Reducao

da Pentose'!os!ato sao pre!eridas ho*e.

Relacao entre as reacoes fotoquimicas e bioquimicas da

fotossintese (Taiz !ei"er# $%%&'


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# a !ase nao luminosa da !otossintese que ocorre noestroma$

massa amor!a do cloroplasto que envolve os tilacoides.

Todos os eucariotos !otossinteticos$ desde a mais primitiva

ala ate a mais avancada Aniosperma$ redu%em CO2 paracarboidratos$ via o ciclo de Calvin$ descrito oriinalmente para

especies C+.

Ciclo de Cal)in


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O ciclo da Calvin consiste de tres !ases,

carbo*ilacao#

reducao e

re"eneracao

+azes do ciclo de Cal)in


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O di-"ido de carbono e ua s/o combinados com moleculas

de ribulose$1 bi!os!ato que a*udam na !i"a3/o de carbono4

!ormando moleculas de !os!olicerato.

Co252nadph2'''''''ch2o45h2o52nadp

Atp'''''''adp5p

''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

6CO2 5 2H2O eneria solar

7 C6H02O6 5 6O2 5 6H2O

. Carboxilacao


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CO2 + ribulose-1,5-bisFosfato R intermediario instavel +H2O R 2 (3 . fosfoglierato!

Obs. O 3-Fosfoglierato e o "rimeiro intermediario estaveldo ilo de Calvin.

# reaao desrita aima e atalisada "ela en$ima ribulose-

!"-bis#os#ato carboxilase$oxige%ase&rubisco' %sta en$ima e a "rini"al "roteina enontrada em fol&as

verdes, orres"ondendo a ate ') da "roteina total desteorgao.

# rubiso, omo o "ro"rio nome india, tem atividade

arbo*ilasia e o*igenasia, embora a anidade "elaarbo*ilaao assegura a oorrenia da fotossintese mesmoue a onentraao de CO2 sea muito menor ue a de O2,omo oorre normalmente na nature$a.

cont


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redu3/o do +'!os!olicerato !ormando o carboidrato

liceraideido'+'!os!ato amido e sacarose4 sendo que para tal

reaem ATP5NADPH dando como produto o NADP

A !ase de reducao consiste na utili%acao do ATP e do NADPH

!ormados durante a !ase !otoquimica da !otossintese pararedu%ir o acido +'!os!olicerico para produ%ir o primeiro

acucar$ o liceraldeido +'!os!ato triose'!os!ato4.

Parte do liceraldeido'+'!os!ato !ormado e utili%ado na

reeneracao da ribulose'$1' bis!os!ato e outra parte eutili%ada para sintese de amido$ sacarose e todos os demais

constituintes do veetal paredes celulares$ membranas$

proteinas$ oranelas$ etc.4.

Reducao


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Nesta !ase$ as trioses'!os!ato liceraldeido' +'!os!ato4

reeneram o aceptor inicial de

CO2 ribulose'$1' bis!os!ato4$ com asto de ATP. #ste estaio

envolve varias interconversoes

atraves da accao de isomerases$ epimerases$ transcetolases$

!os!atasedes!os!ori%acao4 e uma quinase!os!ori%acao4.

Re"eneracao


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C3 3-/# 0 #ido 3-fosfoglirio

C' O*alaetato C#

Tr,s ti-os de es-.cies (camin/os'


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Fonte9 /ardner, 1=>5


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rimeiro "roduto da fotossntesemensur4vel aido om ' arbonos(O*alaetato!

?nor"ora CO2 usando o en$ima %

arbo*ilase 8ubstrato9 % 0 fosfoenol "iruvato

(la%tas C*

% O*aloaetato

CO2


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lantas C39◦ /ramineas de esta6o

fresa9 trigo, evada,aveia, enteio, arro$

◦


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Co+,ara%do es,ecies C)

e C*Plantas C

3Plantas C

4

Não Com cloroplastos nas células do tecidovascular

CO2 fixado por RuBP carboxilase e

acumulado como amido

CO2 fixado por PEP carboxilase, o

produto com 4 carbonos translocadopara o sistema vascular Não forma

amido s! produto com 4C

RuBP carboxilase tem menor afinidade

para o CO2, opera com menor efici"nciaa n#veis mais baixos de CO

2

PEP carboxilase tem maior afinidade

para o CO2, opera com maior efici"nciaa n#veis mais baixos de CO

2

$enor taxa fotossintética $aior taxa fotossintética, especialmentecom alta intensidade luminosa


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Co+,ara%do es,ecies C) eC*

Plantas C3 Plantas C4

RuBP carboxilase presente emmaiores n#veis PEP carboxilase

ausente

RuBP carboxilase presente emmenores n#veis %cerca de &'( das

plantas C)*

+daptadas para condi-es frescas e./midas a 0uente e ./midas

+daptadas para condi-es 0uentesde seco a ./mido

Principal ra1ão para a maiorefici"ncis fotossintetica é a falta de

fotorespiraão mensurvel


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rodu$em "rini"almente 4ido m4lio (om' arbonos!.

;ormalmente "lantas suulentas - fol&asarnudas (anan4s, agave, sisal, ato!.

lantas ada"tadas "ara ondiAes Bridasonde a bai*a ta*a de trans"ira6o a &ave"ara a sobrevivnia.

(la%tas CA


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#brem os estomas B noite "ara absorverCO2.

Fe&am os estomas de dia "ara redu$ir atrans"ira6o.

Dsa % arbo*ilase mas isto oorre durantea noite om energia "roveniente dagli@lise.

Com os estomas fe&ados (durante o dia!

usa a energia solar no Cilo de Calvin "araretirar CO2do 4ido om '-arbonos.


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A sacarose e a principal !orma de carboidrato que etranslocada na planta$ via !loema. 8a o amido e um carboidrato

insoluvel$ de reserva$ presente em quase todas as plantas. O

interessante e que tanto a sacarose como o amido sao erados

a partir da triose'!os!ato erada no ciclo de Calvin

A sintese de amido ocorre no cloroplasto e se da pela

!ormacao de ADP'lucose. A partir da adicao de ADP'lucose

!orma'se um polimero de licose unido por liacao licosidicaa'$9. A sintese de sacarose$ por sua ve%$ ocorre no citosol e se

da pela !ormacao de :DP'lucose que se combina com

!rutose'6'!os!ato e produ% a sacarose'6'!os!ato. #sta ultima e

convertida para sacarose por acao de uma !os!atase.

0intese de 0acarose e Amido


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O ciclo !otorrespiratorio esta relacionado com a atividade de

o"ienacao da rubisco e resulta na perda de CO2 e na

diminuicao da e!iciencia !otossintetica $ As moleculas de CO2

e O2 competem na reacao catalisada pela rubisco$ visto que$carbo"ilacao e o"ienacao ocorrem no mesmo sitio ativo da

en%ima.

.

Ciclo Fotorres,iratorio


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#m teste em tubo de ensaio$ com iuais concentracoes de CO2e O2$ a rubisco de Aniospermas !i"a CO2 =0 ve%es mais

rapido do que !i"a O2. No entanto$ em solucao aquosa em

equilibrio com o ar$ a 21 oC$ a relacao >CO2?@>O2? 0$096.

Nesta situacao$ em que a concentracao de CO2 e muito menorque a de O2$ a carbo"ilacao supera a o"ienacao em apenas

tres ve%es.

O ciclo !otorrespiratorio serve para recuperar os dois carbonos

erados pela atividade o"ienase$ na !orma de 2'

(os!olicolato. #ste ciclo envolve tres compartimentos

celulares, cloroplasto$ pero"issomobolsa membranosa com

en%imas diestivas4e mitocondria

cont


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(OTOBBNT#B#

$ INTRODUCAO

4 E5OLUCAO 6I0TORICA DO0 CON6ECI7ENTO0 0OBRE +OTO00INTE0E

3 REACOE0 +OTO8UI7ICA0

a4 #strutura dos Cloroplastos

b4 A Absorcao de u% pelos Pimentos (otossinteticos

c4 Os Comple"os de Absorcao de u% e os (otossistemas

d4 &ecanismos de Transporte de Protons e de #letrons

e4 A O"idacao da Aua

!4 A Bintese de ATP 9 CICLO DE REDUCAO DO CARBONO

a4 Ciclo de Calvin

. Carbo"ilacao

. Reducao

. Reeneracao

c4 Reulacao do Ciclo de Calvin

d4 O Ciclo (otorrespiratorio

e4 &ecanismos de Concentracao de CO2

. O Ciclo C9 ' B#PARACAO #BPACA

: A01ECTO0 +I0IOLO;ICO0 E ECOLO;ICO0 +ATORE0 8UE A+ETA7 A fotossintese

1. :E

1.2 CONC#NTRACAO D# CO2

1.+ T#&P#RAT:RA

Resu+o

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