Atividade Fisiologia Vegetal Fase química da Fotossíntese

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA

CAMPUS I – CAMPINA GRANDE

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E SAÚDE

CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

FISIOLOGIA VEGETAL – ÉRICA CALDAS SILVA

ALEXANDRE NASCIMENTO QUEIROGA - 16112678

ATIVIDADE - FISIOLOGIA VEGETAL:

FASE ENZIMÁTICA OU QUÍMICA DA FOTOSSÍNTESE

CAMPINA GRANDE – PB

2019

QUESTÕES

1-Caracterize as plantas C3, C4 e CAM.

  R:  Plantas C3 recebem esta denominação devido ao ácido 3-fosfoglicérico formado após a fixação das moléculas de CO2. Estes vegetais compreendem a maioria das espécies terrestres viventes, ocorrendo principalmente em regiões tropicais úmidas demandando a presença de água com certa constância e por este fato não apresentam adaptações físicas e bioquímicas para reduzir a fotorrespiração. As taxas de fotossíntese das plantas C3 são elevadas à todo o momento, tendo em vista que a planta atinge as taxas máximas de fotossíntese em intensidades de radiação solar relativamente baixas. Por este fato são consideradas espécies esbanjadoras de água. Ainda assim, este grupo vegetal é altamente produtivo, contribuindo significativamente para o equilíbrio da biodiversidade terrestre. No processo químico da fotossíntese estas se utilizam exclusivamente da enzima Rubisco como alternativa para a fixação do carbono. As plantas C3 têm dificuldade em crescer em regiões muito quentes porque nessas condições a enzima Rubisco, normalmente encarregada pela carboxilação a partir do CO2, incorpora mais oxigênio à ribulose 1,5-bisfosfato à medida que a temperatura aumenta. Isto origina o fenômeno da fotorrespiração que provoca um desperdício de energia na planta, e pode limitar o seu crescimento.

      Plantas C4 apresentam grande afinidade com o CO2 e recebem esta denominação devido ao fato do ácido oxalacético (um dos intermediários do processo fotossintético) possuir 4 moléculas de carbono, formado após o processo de fixação de carbono. Devido à alta afinidade com o CO2, as plantas C4 apresentam uma grande vantagem em relação às plantas C3:a sobrevivência em ambientes áridos. Isto se dá pelo fato de as plantas C4 só atingem as taxas máximas de fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar, fazendo com que fixem mais CO2 por unidade de água perdida. Ou seja, elas são mais econômicas quanto ao uso da água, elas perdem menos água que as C3 durante a fixação e a fotossíntese. Estas plantas C4 são também conhecidas como “plantas de sol” por ocorrerem em áreas muitas vezes sem sombra alguma. Elas também ocorrem em áreas áridas com menores quantidades de água disponível nos solos. Plantas C4 utilizam-se das enzima Rubisco e  Fosfoenolpiruvato-carboxilase para fixar o carbono no processo de fotossíntese.

     Plantas CAM são ainda mais econômicas quanto ao uso da água do que as plantas C4. Elas ocorrem em áreas desérticas ou intensivamente secas. A abertura dos estômatos, estruturas que controlam a entrada e saída de gases nas plantas, durante a noite, evitam a grande perda de água, ao mesmo tempo em que o CO2 é fixado, por meio do ácido málico. Durante o dia, os estômatos se fecham, sem grande perda de água, e o CO2 fixado é então utilizado na realização da fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar.

2-Diferencie os eventos fotossintéticos que ocorrem nas plantas C3 e C4, do ponto de vista metabólico, anatômico e de eficiência fotoquímica

R:     Do ponto de vista anatômico a fotossíntese nas plantas C3 ocorre nos cloroplastos das células do mesófilo foliar; nas plantas C4 ocorre nas células da bainha do feixe vascular e em plantas CAM no mesófilo foliar, mas diferente das C3 o evento de fixação do carbono ocorre à noite.

     Em termos de metabolismo  em plantas C3 o CO2 entra no ciclo de Calvin e é enzimaticamente fixado a Ribulose formando, através da Rubisco, uma molécula de 6C que é hidrolisada e gera 2 moléculas de 3-fosfoglicerato (3C). O 3-fosfoglicerato é reduzido a gliceraldeído 3-fosfato passando ainda pela forma intermediária de 1,3-bifosfoglicerato, sendo o seu co-fator o NADPH. São formadas, então, 2 moléculas de PGAL (3C), sendo que 5 C são utilizados para regenerar a Ribulose 1,5-bifosfato(RuBP) que é o composto inicial do ciclo, e um C é usado para a síntese de 1 molécula de glicose; em plantas C4 o CO2 atmosférico é fixado nas células do mesófilo para formar um ácido orgânico com 4 carbonos simples (oxaloacetato). Esta etapa é realizada pela enzima PEP carboxilase, que não apresenta tendência para se ligar ao O2, então o oxaloacetato é convertido em uma molécula similar (malato), que pode ser transportada para o interior das células da bainha do feixe vascular. Dentro da bainha, o malato é quebrado, liberando uma molécula de CO2 e o CO2 é então fixado pela rubisco e transformado em açúcares através do Ciclo de Calvin, exatamente como na fotossíntese C3; já na fotossíntese CAM ao invés de separar as reações dependentes da luz e o uso do CO2 no ciclo de Calvin no espaço, as plantas CAM separam estes processos no tempo. À noite, plantas CAM abrem seus estômatos, permitindo a difusão do CO2 para o interior das folhas e este CO2 é fixado em oxaloacetato pela PEP carboxilase e a seguir convertido em malato ou outro tipo de ácido orgânico que é armazenado no interior de vacúolos até o dia seguinte e na luz do dia, as plantas CAM não abrem seus estômatos, mas ainda podem fazer fotossíntese. Isto porque os ácidos orgânicos são transportados para fora dos vacúolos e quebrados para liberar CO2 que entra no ciclo de Calvin. Esta liberação controlada mantém uma alta concentração de CO2 ao redor da rubisco.

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