RESUMO - FOTOSSÍNTESE EM PLANTAS C3, C4 E CAM

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RESUMO - FOTOSSÍNTESE EM PLANTAS C3, C4 E CAM 
A fotossíntese é um processo realizado, principalmente por plantas, para a obtenção de 
energia necessária para a sobrevivência. Os organismos fotossintetizantes capturam a energia 
solar para oxidar H2O, liberando O2, e reduzindo CO2, produzindo compostos orgânicos 
como a glicose. Sendo utilizada para o crescimento e desenvolvimento da biomassa do 
organismo autotrófico. A fotossíntese é importante não apenas para os seres fotossintetizantes, 
mas também para os demais organismos vivos. Visto que, constitui a base da cadeia alimentar 
dos ecossistemas, contribuindo com o fluxo de energia entre os níveis tróficos. 
 A enzima principal da fotossíntese é a RuBP carboxilase-oxigenase (rubisco), que no 
processo de fixação do carbono a rubisco incorpora CO2. Contudo, algumas vezes pode 
utilizar o O2 como substrato, iniciando a via da fotorrespiração. A associação entre a 
fotossíntese e fotorrespiração depende das condições atmosféricas e da temperatura. Quando 
os estômatos da planta ficam abertos o CO2 se difunde para dentro, e o O2 e vapor de água se 
difundem para fora, minimizando a fotorrespiração. Entretanto, quando a planta fecha seus 
estômatos, para reduzir a perda de água pela evaporação, o O2 da fotossíntese se acumula no 
interior da folha. Com maior disponibilidade de O2, a fotorrespiração aumenta, além disso a 
rubisco tem uma maior afinidade pelo O2 quando as temperaturas aumentam. Portanto, as 
condições secas e quentes favorecem o processo de fotorrespiração, existem três tipos de 
plantas envolvidas neste processo. 
As plantas do tipo C3 fazem a fixação de dióxido de carbono através do ciclo de 
Calvin pela rubisco, sendo o primeiro produto da fixação de CO2 o PGA (molécula 
tricarbonada). Constituem cerca de 85% das espécies existentes, ocorrendo principalmente em 
regiões tropicais úmidas, incluindo plantas de produção como o arroz, trigo, soja. As plantas 
deste metabolismo recebem este nome por conta do ácido 3-fosfoglicérico formado após a 
fixação das moléculas de CO2. As taxas de fotossíntese das plantas C3 são constantemente 
elevadas, pois atingem as taxas máximas de fotossíntese em intensidades de radiação solar 
relativamente baixas. É um grupo vegetal altamente produtivo, contribuindo 
significativamente para o equilíbrio da biodiversidade terrestre. 
 As folhas das plantas com metabolismo C4 têm dois tipos de células fotossintetizantes, 
as células da bainha perivascular (desprovidas de rubisco, onde ocorre o Ciclo de Calvin) e as 
células do mesófilo (desprovidas de PEP carboxilase, onde acontecem as reações dependentes 
da luz). As plantas C4 possuem grande afinidade com o CO2, que é fixado nas células do 
mesófilo para formar um ácido orgânico com 4 carbonos simples, oxaloacetato, sendo a razão 
do nome “C4”. Esta etapa de fixação do carbono é realizada pela enzima PEP carboxilase, que 
não apresenta tendência para se ligar ao O2. O oxaloacetato é convertido em malato, que é 
transportado para o interior das células da bainha do feixe vascular onde é quebrado, 
liberando uma molécula de CO2 que é fixado pela rubisco e transformado em açúcares 
através do Ciclo de Calvin. 
Devido à alta afinidade com o CO2, as plantas C4 apresentam uma vantagem 
comparado às plantas C3, podendo sobreviver em ambientes áridos. Pois, as plantas C4 
atingem as taxas máximas de fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar, fixando 
mais CO2 por unidade de água perdida, perdendo menos água que as C3 durante a fixação e a 
fotossíntese. Exemplos de plantas C4 seriam a cana-de-açúcar e o milho. 
 O metabolismo ácido das crassuláceas (CAM), descoberto na família Crassulaceae, 
ocorre em plantas de ambientes secos, como desertos, são exemplos os cactos, abacaxi e 
lírios. Ao invés de separar as reações dependentes da luz e o uso CO2 no ciclo de Calvin no 
espaço, as plantas CAM separam estes processos no tempo. Tais plantas possuem uma 
estratégia adaptativa para o estresse hídrico, a abertura dos estômatos durante a noite evita a 
perda de água. Com os estômatos abertos à noite o CO2 é absorvido e fixado em oxaloacetato 
pela PEP carboxilase, sendo posteriormente convertido em malato. O malato é armazenado 
sob a forma de ácido málico em vacúolos das células do mesófilo, provocando a queda do pH. 
Por este motivo, as plantas CAM se tornam ácidas à noite e progressivamente mais básicas de 
dia. Durante o dia, os estômatos se fecham, e os ácidos orgânicos são transportados para fora 
dos vacúolos e quebrados para liberar CO2, que é utilizado na realização da fotossíntese sob 
elevadas intensidades de radiação solar. 
 Em suma, a partir da fotossíntese as plantas contribuem para a produtividade dos 
ecossistemas, através da cadeia alimentar. Além disso, as plantas desenvolveram ao longo do 
tempo diferentes tipos de mecanismos e adaptações que lhes permitem prosperar até nos 
ambientes mais inóspitos, como os desertos.