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FOTOSINTESI LE REAZIONI DI FISSAZIONE DEL CARBONIO

FOTOSINTESI LE REAZIONI DI FISSAZIONE DEL CARBONIO. Reazioni al buio. ogni anno 200 miliardi di tonnellate di CO 2 vengono convertite in biomassa. 40% fitoplancton. CICLO DI CALVIN ciclo riduttivo dei pentosi fosfati, RPP riduzione fotosintetica del carbonio, PCR. 14 CO 2. Chlorella.

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FOTOSINTESI LE REAZIONI DI FISSAZIONE DEL CARBONIO

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Presentation Transcript

  1. FOTOSINTESI LE REAZIONI DI FISSAZIONE DEL CARBONIO

  2. Reazioni al buio

  3. ogni anno 200 miliardi di tonnellate di CO2 vengono convertite in biomassa 40% fitoplancton

  4. CICLO DI CALVIN ciclo riduttivo dei pentosi fosfati, RPP riduzione fotosintetica del carbonio, PCR 14CO2 Chlorella analisi intermedi marcati

  5. dopo 5 s dopo 30 s

  6. stechiometria generale 6 CO2 + 11 H2O + 18 ATP + 12 NADPH  fruttosio 6-P +12 NADP+ + 6 H+ + 18 ADP +17 Pi il ciclo di Calvin consuma 3 ATP e 2 NADPH per ogni molecola di CO2 fissata

  7. DG idrolisi ATP = 7 kcal DG 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 %

  8. Il Ciclo di Calvin

  9. Stechiometria del Ciclo di Calvin

  10. La reazione di carbossilazione G = -51 kJ mol-1

  11. Rubisco ribulosio 1,5 bisfosfato carbossilasi/ossigenasi enzima multimerico L8S8 560 kDa 8 subunità grandi (55 kDa) 8 subunità piccole (14 kDa)

  12. luce genoma nucleo  rbcS (precursore subunità piccola) genoma cloroplasto  rbcL (subunità grande)

  13. 40% della frazione proteica totale delle foglie nello stroma [rubisco] = 4 mM 500 volte  [CO2]

  14. regolazione Rubisco una molecola di CO2 reagisce con la Lys 201 reazione favorita dall’aumento di pH nello stroma

  15. pH 7  8 [Mg2+] 1-3 mM  3-6 mM

  16. Meccanismo di attivazione della Rubisco

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

  18. inattivo attivo 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

  19. SISTEMA FERREDOSSINA -TIOREDOSSINA

  20. LA FOTORESPIRAZIONE anni ’20 l’O2 inibisce la fotosintesi in Chlorella [O2] 21%  42% -50% velocità fotosintesi [O2] 21%  2% +100% velocità fotosintesi

  21. La RUBISCO REAGISCE ANCHE CON l’02

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

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

  24. Nel mitocondrio 2 molecole di Glicina formano una molecola di Serina 2glicina serina, CO2, NH3, NADH Si forma un composto a 3 atomi di C

  25. 3-fosfoglicerato 2 fosfoglicolato Nel Complesso: + CO2 il ciclo PCO recupera il 75% del C

  26. A 25° Carbossilazione: ossigenazione = 3:1

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

  28. canna da zucchero PIANTE C4 14CO2 acido malico acido aspartico

  29. 16 FAMIGLIE (1% piante) monocotiledoni dicotiledoni graminacee

  30. Avena sativa (C3)

  31. Zea mays (C4) monocotiledone Gomphrena (C4) dicotiledone

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

  33. Schema struttura foglia di pianta C4

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