Mecanismo C3 C4 CAM

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Bioquímica
Clorofila
CO2
2 NADPH2
3 ATP
hv
8 
O2
Clorofila
CH2O
H2O
Redução do CO2
3 ADP + Pi
2 NADP+
8 
Fótons
2 H2OCO2
Etapas da Assimilação do Carbono
•Carboxilação: Ribulose + CO2 = PGA
•Redução: 3 PGA = Triose P, consumindo: ATP e NADPH2
•Regeneração: Produz RUBP a partir de Triose P e ATP
Rotas de Assimilação do Carbono
•Ciclo de Calvin – Benson ou ciclo C3
•Ciclo de Hacth – Slack ou ciclo C4
•Ciclo CAM ou Metabolismo Ácido das Crassuláceas
Fórmula Geral da Fotossíntese
6 RUBP + 6CO2 + 12 NADPH + 12 ATP + 6H2O
C6H12O6 + 12 NADP+ + 12 ADP + 12 Pi
Bioquímica
6
12
12
126
6
6
12
12
210
6
6
Estrutura Anatômica C3
Descoberta Ciclo C3
Após 60 segundos: APG Após 5 segundos:APG (87%)
Hexose - P PEP (10%)
Glicolato Malato (3%)
CitratoCitrato
Malato
PEP
Sacarose
Compostos marcados com 14C em sua estrutura
RUBISCO
•Enzima Alostérica: CO2 + O2 + RUBP
Km = Mede a afinidade da enzima para com o 
substrato, quanto maior o Km menor a afinidade
•Km = 10 a 50 µµµµM CO2
Então podemos dizer que a RUBISCO precisa de uma 
maior concentração de CO2 para atingir a velocidade 
máxima
Plantas C4
Estrutura Anatômica de Kranz
Descoberta do Ciclo C4
Depois de 1 segundo
• Malato e Aspartato (90%)
• AOA (3%)• AOA (3%)
• APG (5%)
Compostos marcados com 14C em sua estrutura
PEPCase
• Enzima Alostérica: CO2 + PEP
Km = Mede a afinidade da enzima para com o substrato, 
quanto maior o Km menor a afinidade
• Km = 7,5 µµµµM CO2
Então podemos dizer que a PEPCase precisa de uma 
menor concentração de CO2 para atingir a velocidade 
máxima quando comparada com a RUBISCO
Distribuição das enzimas e Produtos da Fixação 
de CO2 em Plantas C4 (CB e CM)
Enzima/Produto CM CB
PEPcase +
RUBISCO +
Enzima Málica +
Ácidos dicarboxílicos (C4) +
Pentoses + Hexoses – P +
Mecanismos de Descarboxilação da Rota C4
• Malato + NADP+ Piruvato + CO2 + NADPH2
E.M.NADP+ (Citoplasmática)
• Malato + NAD+ Piruvato + CO + NADH• Malato + NAD+ Piruvato + CO2 + NADH2
E.M.NAD+ (Mitocôndria)
• AOA PEP + CO2 + ADP
PEP-Ck (Cloroplastídeo)
Diferenças entre células da bainha e células 
do mesofilo
• Cloroplastídeos Maiores CB e menores no CM
• Maior concentração de cloroplastídeos nas CB
• Maior concentração de mitocôndrias e peroxissomos • Maior concentração de mitocôndrias e peroxissomos 
nas CB
• Cloroplastídeos das CB não possuem grana, portanto 
são deficientes em PSII ( NADPH2, que é compensada 
pela E.M. – NADP+)
• Plantas C4 produtoras de ASPARTATO são mais 
deficientes em GRANA
Plantas CAM
Plantas CAM
Fotorrespiração
• FR = Liberação CO2 em tecidos fotossintetizantes 
com maior intensidade na Luz que no escuro.
• Ocorre em ambos períodos
• Respiração: o O2 satura a respiração quando chega 
a 2%a 2%
• Fotorrespiração: Não satura em atmosfera pura de 
CO2
• Inibição fotossíntese pela ação do O2 é conhecida 
como “Efeito Warburg”
• O “Efeito Warburg” é removido com o aumento 
da concentração de CO2 no meio
• RUBISCO: Carboxilase : Oxigenase
70% 30%
• Varia com: Idade da folha
Condições climáticas
Espécie
Balanço entre
FOTORRESPIRAÇÃO X FOTOSSÍNTESE
FS Líquida = Decréscimo ou acrescimo 
produtividade (massa)
F
o
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Causas da FR Aparente em Plantas C4
• Disposição espacial das células
CO2 sai da CB e difunde-se nas CM (PEPCase)
• PEPCase gera uma maior concentração de 
CO2 CB que gera uma maior “ativação” da 
RUBISCO reduzindo as perdas de Carbono
• Plantas C4 possuem FR aparente.
Comparação entre C3, C4 e CAM
Fatores que Afetam a Fotossíntese
Temperatura
Concentração 
CO2
Intensidade 
de Luz