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FOTOSINTESI LE REAZIONI DI FISSAZIONE DEL CARBONIO.

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Presentazione sul tema: "FOTOSINTESI LE REAZIONI DI FISSAZIONE DEL CARBONIO."— Transcript della presentazione:

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2 FOTOSINTESI LE REAZIONI DI FISSAZIONE DEL CARBONIO

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4 Reazioni al buio

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6 ogni anno 200 miliardi di tonnellate di CO 2 vengono convertite in biomassa 40% fitoplancton

7 CICLO DI CALVIN ciclo riduttivo dei pentosi fosfati, RPP riduzione fotosintetica del carbonio, PCR Chlorella 14 CO 2 analisi intermedi marcati

8 dopo 5 s dopo 30 s

9 stechiometria generale 6 CO H 2 O + 18 ATP + 12 NADPH fruttosio 6-P +12 NADP H ADP +17 P i il ciclo di Calvin consuma 3 ATP e 2 NADPH per ogni molecola di CO 2 fissata

10 G idrolisi ATP = 7 kcal G oss NADPH = 52 kcal X ridurre 6 CO2 = 12 NADPH 18 ATP (12x52) + (18 x 7) = 750 kcal Energia dall ossidazione di 1 mole di Fruttosio (glucosio) = 673 kcal Resa energetica da ATP e NADPH = 673/ 750 = 90 %

11 Il Ciclo di Calvin

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14 Stechiometria del Ciclo di Calvin

15 G = -51 kJ mol -1 La reazione di carbossilazione

16 Rubisco ribulosio 1,5 bisfosfato carbossilasi/ossigenasi enzima multimerico L 8 S kDa 8 subunità grandi (55 kDa) 8 subunità piccole (14 kDa)

17 genoma nucleo rbcS (precursore subunità piccola) genoma cloroplasto rbcL (subunità grande) luce

18 40% della frazione proteica totale delle foglie nello stroma [rubisco] = 4 mM 500 volte [CO 2 ]

19 una molecola di CO 2 reagisce con la Lys 201 reazione favorita dallaumento di pH nello stroma regolazione Rubisco

20 pH 7 8 [Mg 2+ ] 1-3 mM 3-6 mM

21 Meccanismo di attivazione della Rubisco

22 La Rubisco può catalizzare anche la ossigenazione del Ribulosio 1,5 bisfosfato

23 Alcuni enzimi del ciclo di Calvin sono attivi solo alla luce gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi fruttosio 1,6-bisfosfatasi sedoeptuloso 1,7-bisfasfatasi Rubisco attivasi inattivo attivo

24 SISTEMA FERREDOSSINA -TIOREDOSSINA

25 anni 20 lO 2 inibisce la fotosintesi in Chlorella [O 2 ] 21% 42% -50% velocità fotosintesi [O 2 ] 21% 2% +100% velocità fotosintesi LA FOTORESPIRAZIONE

26 La RUBISCO REAGISCE ANCHE CON l0 2

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28 Le reazioni del ciclo PCO si svolgono in cloroplast, perossisomi e mitocondri

29 il ciclo PCO (photorespiratory carbon oxidation) recupera parte del carbonio perduto nella reazione di ossigenazione del ribulosio 1,5-bisfosfato

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32 2 glicina serina, CO 2, NH 3, NADH Nel mitocondrio 2 molecole di Glicina formano una molecola di Serina Si forma un composto a 3 atomi di C

33 2 fosfoglicolato 3-fosfoglicerato il ciclo PCO recupera il 75% del C Nel Complesso: + CO 2

34 A 25° Carbossilazione: ossigenazione = 3:1

35 cosa succede quando la temperatura aumenta? legge di Henry [gas] µM = P gas x x A 35° Carbossilazione: ossigenazione = 1:1

36 canna da zucchero 14 CO 2 acido malico acido aspartico PIANTE C4

37 16 FAMIGLIE (1% piante) monocotiledoni dicotiledoni graminacee

38 Avena sativa (C3)

39 Zea mays (C4) monocotiledone Gomphrena (C4) dicotiledone

40 le cellule della guaina del fascio e quelle del mesofillo sono in comunicazione tramite i plasmodesmi

41 Schema struttura foglia di pianta C 4


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