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Fotossíntese Fotossíntese Tio Oto Tio Oto

Fotossíntese Tio Oto

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aula de fotossintese

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Page 1: Fotossíntese Tio Oto

FotossínteseFotossíntese

Tio OtoTio Oto

Page 2: Fotossíntese Tio Oto

Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 22

Características gerais:Características gerais:

Fotossíntese é um processo de produção Fotossíntese é um processo de produção de alimento a partir da energia luminosa, de alimento a partir da energia luminosa, sais minerais, água e Gás carbônico.sais minerais, água e Gás carbônico.

A fotossíntese é feita por vegetais e algas, A fotossíntese é feita por vegetais e algas, por isso são chamados de organismo por isso são chamados de organismo produtores.produtores.

Obs.: Obs.: Algumas algas utiliza do ácido Algumas algas utiliza do ácido sulfídrico no lugar da água, neste caso sulfídrico no lugar da água, neste caso não libera Oxigênio.não libera Oxigênio.

Page 3: Fotossíntese Tio Oto

Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 33

Fórmula da FotossínteseFórmula da Fotossíntese

Formula reduzida:Formula reduzida:

6 CO6 CO22 + 6 H + 6 H2O 1 C6H12O6 + 6 O2

Fórmula atual:Fórmula atual:

6CO6CO22 + 12H + 12H2O 1 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H+ 6 H2O

Luz

Page 4: Fotossíntese Tio Oto

Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 44

Qual a diferença das duas Qual a diferença das duas formulas?formulas?

Na fórmula reduzida (Material do anglo) os Na fórmula reduzida (Material do anglo) os reagentes e o produtos estão balanceados, reagentes e o produtos estão balanceados, entretanto, na prática, a reação química não é bem entretanto, na prática, a reação química não é bem assim....assim....

Um cientista chamado de Hills (1937) descobriu Um cientista chamado de Hills (1937) descobriu que todo oxigênio liberado na fotossíntese vem da que todo oxigênio liberado na fotossíntese vem da quebra da água (fotólise), portanto a equação quebra da água (fotólise), portanto a equação reduzida não estaria, na prática, balanceada.reduzida não estaria, na prática, balanceada.

Page 5: Fotossíntese Tio Oto

Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 55

Veja:Veja:

6CO6CO22 + 12H + 12H2O 1 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H+ 6 H2O6

Se temos apenas 6 HH2O, automaticamente só poderíamos produzir 3 O2

Mas se são 12 Águas, conseguimosProduzir 6 moléculas de Oxigenio.

E o que sobra de reagentes vira 6 águas nos produtos. Faça as contas...

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 66

Pense:Pense:

6CO6CO22 + 12H + 12H2O 1 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H+ 6 H2O

6átomos

Oxigênio

12átomos

Hidrogênio

Sobra

TodoOxigênio daÁgua vemPara o gásoxigênio

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 77

A fotossíntese é dividida em duas A fotossíntese é dividida em duas etapas:etapas:

Fase clara (ciclo de Hills)Fase clara (ciclo de Hills)Fotofosforilação cíclicaFotofosforilação cíclicaFotofosforilação acíclicaFotofosforilação acíclicaFotólise da águaFotólise da água

Fase escura (ciclo de Calvin)Fase escura (ciclo de Calvin)Construção orgânicaConstrução orgânica

Page 8: Fotossíntese Tio Oto

Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 88

Mas e a clorofila ???Mas e a clorofila ???

A clorofila é uma proteína fotossensívelA clorofila é uma proteína fotossensível

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 99

Parênquima clorofilianoParênquima clorofiliano

Page 10: Fotossíntese Tio Oto

Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1010

EstômatoParênquimaLacunoso

ParenquimaPaliçadico

Epiderme( imcolor )

Entrada de água

Entrada de CO2Saída de O2

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1111

CloroplastoCloroplasto

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1212

Conhecendo o CloroplastoConhecendo o Cloroplasto

Grana é umConjuntoDeTilacóides...

Fase Clara é no tilacóideRico em clorofila

Fase escura é no estroma,Espaço entre as grana.

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1313

Detalhes da clorofilaDetalhes da clorofila

Molécula muito instável... Molécula muito instável... Fácil de ser Fácil de ser energizada...energizada...

A luz tem energia: A luz tem energia: FótonFóton ou ou QuantunQuantun......A clorofila absorve o Fóton... Aumentando A clorofila absorve o Fóton... Aumentando

a sua energia cinética (interna) e assim... a sua energia cinética (interna) e assim... Desestabiliza a clorofila... Neste caso, ela Desestabiliza a clorofila... Neste caso, ela perde perde elétronselétrons energizadosenergizados..

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1414

E mais...E mais...

Os elétrons energizados se encontram Os elétrons energizados se encontram com o ADP (Adenosina di-fosfato) com o ADP (Adenosina di-fosfato) produzindo ATP (com ajuda de enzimas produzindo ATP (com ajuda de enzimas fotossintetizantes).fotossintetizantes).

Este Este ATPATP é necessário como fonte de é necessário como fonte de energia para as etapas da fase escura energia para as etapas da fase escura (principalmente) e fase clara.(principalmente) e fase clara.

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1515

Fotofosforilação cíclicaFotofosforilação cíclica

Foto = luzFoto = luz

Fosforilação = produção de ATPFosforilação = produção de ATP

Cíclico = os elétrons energizados vão e Cíclico = os elétrons energizados vão e voltam para a clorofila.voltam para a clorofila.

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1616

ADP + Pi

Fóton

Fotofosforilação cíclicaFotofosforilação cíclica

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1717

Vamos detalhar? Vamos detalhar? ( Fotofosforilação Cíclica )( Fotofosforilação Cíclica )

Clorofila a

Ferred

oxin

a

Energizado

Sem energia

Citocromo

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1818

Traduzindo:Traduzindo:

Elétron amarelo = elétron energizado.Elétron amarelo = elétron energizado.Elétron cinza = elétron sem energia.Elétron cinza = elétron sem energia.Ferredoxina = co-enzima, uma proteína Ferredoxina = co-enzima, uma proteína

que carrega elétrons.que carrega elétrons.Citocromos = proteína que absorve e Citocromos = proteína que absorve e

transforma a energia dos elétrons.transforma a energia dos elétrons.

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 1919

Tirando algumas dúvidas:Tirando algumas dúvidas:

Clorofila a

Ferred

oxin

a

Energizado

Sem energia

Citocromo

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2020

Fotofosforilação AcíclicaFotofosforilação Acíclica

Clorofila b

Plasto

qu

ino

na

Energizado

Sem energia

Citocromo

Só que o Elétron não volta...

É parecido o ciclo...Mas não é

Igual... Pense!

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2121

Temos dois problemas...Temos dois problemas...

Clorofila b

Plasto

qu

ino

na

Energizado

Sem energia

Citocromo

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2222

Quais são os problemas?Quais são os problemas?

1 1 Para onde vai o elétron? Para onde vai o elétron?

2 2 E a clorofila b vai ficar sem elétron? E a clorofila b vai ficar sem elétron?

Então vamos com calma...Então vamos com calma...

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2323

Problema 1: O elétronProblema 1: O elétron

O elétron será conduzido pela O elétron será conduzido pela Ferredoxina (lá fotofosforilação cíclica) Ferredoxina (lá fotofosforilação cíclica) carrega o elétron até a clorofila a.carrega o elétron até a clorofila a.

Isto acontece porque na fotofosfotilação Isto acontece porque na fotofosfotilação acíclica são dois elétrons e a intensidade acíclica são dois elétrons e a intensidade de energia é tão grande que mantém uma de energia é tão grande que mantém uma instabilidade química, não conseguindo instabilidade química, não conseguindo voltar a clorofila b.voltar a clorofila b.

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2424

Problema 1: O elétronProblema 1: O elétron( cont. )( cont. )

Só que a Só que a clorofila aclorofila a não aceita os não aceita os elétrons... E a ferredoxina libera os elétrons... E a ferredoxina libera os elétrons no tilacóide.elétrons no tilacóide.

Os elétrons ficam sozinhos até chegar Os elétrons ficam sozinhos até chegar uma co-enzima: o NADP.uma co-enzima: o NADP.

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2525

Problema 2: O elétronProblema 2: O elétron( cont. )( cont. )

E a clorofila b vai ficar sem elétrons?E a clorofila b vai ficar sem elétrons?

Então agora entra a fotólise da água...Então agora entra a fotólise da água...

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2626

Fotólise da ÁguaFotólise da Água

Foto = luzFoto = luz

Lise = quebraLise = quebra

Quebra da água na presença da luz...Quebra da água na presença da luz...

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2727

Fotólise da ÁguaFotólise da Água

Lig. Covalente

Enzimas Fotolisantes

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2828

Fotólise:Fotólise: A água se quebra A água se quebra

Enzimas Fotolisantes

ÁtomoOxigênio

livre

Elétronslivres

Hidrogênios(prótons)

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 2929

OxigênioOxigênio

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3030

Os elétrons da água???Os elétrons da água???

Clorofila b

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3131

E os Hidrogênios ???E os Hidrogênios ???

Page 32: Fotossíntese Tio Oto

Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3232

Pra que serve o Pra que serve o

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3333

Vamos lembras de alguns detalhes Vamos lembras de alguns detalhes do ciclo de Hills?do ciclo de Hills?

Fotofosforilação cíclica produz só ATPs.Fotofosforilação cíclica produz só ATPs. Fotofosforilação Acíclica produz:Fotofosforilação Acíclica produz: NADP NADP -2-2

Clorofila b sem dois elétrons.Clorofila b sem dois elétrons. Fotólise da água serve para:Fotólise da água serve para: Formar o Gás Oxigênio.Formar o Gás Oxigênio. Completar o NADP Completar o NADP -2-2 produzindo o NADP.H produzindo o NADP.H22

Completar a clorofila b com 2 elétrons. Completar a clorofila b com 2 elétrons.

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3434

Fase Escura (Fase Escura (Ciclo de CalvinCiclo de Calvin))

Está fase não acontece apenas a noite, Está fase não acontece apenas a noite, está relação está errada...está relação está errada...

Na verdade o ciclo de Calvin acontece o Na verdade o ciclo de Calvin acontece o tempo todo, durante o dia e durante a tempo todo, durante o dia e durante a noite.noite.

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3535

Então o que acontece no Ciclo de Então o que acontece no Ciclo de Calvin???Calvin???

Os ATPs e NADP.HOs ATPs e NADP.H22 formados durante a formados durante a

fase clara são usados na redução de gás fase clara são usados na redução de gás carbônico para a produção de glicose e carbônico para a produção de glicose e outras substâncias, na fase escura.outras substâncias, na fase escura.

Está teoria foi feita por um cientista Está teoria foi feita por um cientista chamado de Melvin Calvin e é dividida em chamado de Melvin Calvin e é dividida em 3 etapas: 3 etapas:

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3636

Etapas de CalvinEtapas de Calvin

11 Carboxilação da ribulose difosfato Carboxilação da ribulose difosfato (RuDP) com a formação de duas (RuDP) com a formação de duas moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA).moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA).

22 Redução do PGA a trioses fosfatadas Redução do PGA a trioses fosfatadas (fosfogliceraldeído – PGAL) pelo ATP e (fosfogliceraldeído – PGAL) pelo ATP e NADP.HNADP.H2.2.

33 Regenaração do RuDP, usando ATP. Regenaração do RuDP, usando ATP.

Mas fique calmo...Mas fique calmo...

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3737

1ª Etapa: A carboxilação do RuDP1ª Etapa: A carboxilação do RuDP

A ribulose fosfato (Carboidrato de 5 A ribulose fosfato (Carboidrato de 5 carbonos) torna-se ativa com a presença carbonos) torna-se ativa com a presença de 1 ATP, formando a ribulose difosfato de 1 ATP, formando a ribulose difosfato (RuDP).(RuDP).

Ribulose FosfatoRibulose Fosfato

ATPATP

ADPADP

Pi +

Ribulose FosfatoRibulose Fosfato

Pi

+

Ribulose DifosfatoRibulose DifosfatoRuDPRuDP

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 3838

Veja a Etapa 1Veja a Etapa 1

C H2 O

C = O

H C – O H

H C – O H

C H2 O

+ C O2

Enzima

C H2 O

H O O C – O H

C = O

H C – O H

C H2 O

Enzima

C H2 O

H C – O H

C O O H

C H2 O

H C – O H

C O O H

+ H2O

RuDP Composto Instável PGA (2x)

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2ª Etapa: Redução de PGA em 2ª Etapa: Redução de PGA em Trioses fosfatadasTrioses fosfatadas

Está reação gasta Está reação gasta ATPATP e e NADP.HNADP.H22

A PGA é reduzida a fosfogliceraldeído A PGA é reduzida a fosfogliceraldeído (PGAL).(PGAL).

PGAPGA ATPATP NADP.HNADP.H22

PGALPGAL

Enzima ADPADP Pi

NADPNADP

HH22OO

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4040

Veja a etapa 2Veja a etapa 2

C H2 O

H C – O H

C O O H

ATPATP

NADP.HNADP.H22 Enzimas

C H2 O

H C – O H

C H O

H2O

NADP

ADP+Pi

Page 41: Fotossíntese Tio Oto

Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4141

Detalhes da etapa 2Detalhes da etapa 2

C H2 O

H C – O H

C O O H

ATPATP

NADP.HNADP.H22 Enzimas

C H2 O

H C – O H

C H O

H2O

NADP

ADP+Pi

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4242

Concluindo até aqui...Concluindo até aqui...

Assim, para cada molécula de COAssim, para cada molécula de CO22 fixada fixada

são produzidas duas trioses.são produzidas duas trioses.Para a produção de uma molécula de Para a produção de uma molécula de

hexose (Chexose (C66HH1212OO66) são necessárias seis ) são necessárias seis

moléculas de COmoléculas de CO22. ou seja, seis voltas no . ou seja, seis voltas no

ciclo.ciclo.

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6

3 moléculas deRibulose-fosfato

(5 carbonos)

1º Carboidrato do ciclo de Calvin

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4444

Para ficar claro...Para ficar claro...6

Ribulosefosfato

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Fatores Limitantes da fotossínteseFatores Limitantes da fotossíntese

Existem fatores internos:Existem fatores internos: Pigmentos fotossintetizantes.Pigmentos fotossintetizantes. enzimas e co-enzimas.enzimas e co-enzimas. Existem fatores externos:Existem fatores externos: Concentração de COConcentração de CO22.. Quantidade de água.Quantidade de água. Concentração de oxigênio.Concentração de oxigênio. Intensidade de luz.Intensidade de luz. Temperatura. Temperatura.

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4848

Concentração de COConcentração de CO22

Quanto maisQuanto mais COCO2 2 tiver na tiver na

atmosfera, maior será a atmosfera, maior será a taxa de fotossíntese.taxa de fotossíntese.

ConcentraçõesConcentrações COCO22 de de

acima de 1% são acima de 1% são inibitórias, principalmente inibitórias, principalmente por alteração de pH por alteração de pH (fecha os estômatos).(fecha os estômatos).

Taxa fo

toss in

tética

Itensidade luminosa

0,028% CO2

0,05% CO2

0,13% CO2

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 4949

Quantidade de águaQuantidade de água

Embora apenas 1Embora apenas 1% % da água da água absorvida pela planta seja absorvida pela planta seja usada na fotossíntese.usada na fotossíntese.

O déficit de água limita a O déficit de água limita a taxa de fotossíntese, porque taxa de fotossíntese, porque a menor hidratação do a menor hidratação do Protoplasma e cloroplasto Protoplasma e cloroplasto cai a atividade enzimática.cai a atividade enzimática.

Taxa de fo tossinte se

Quantidade de Água

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 5050

Concentração de OxigênioConcentração de Oxigênio

O Oxigênio tem efeito O Oxigênio tem efeito inibidor sobre a inibidor sobre a fotossíntese, fotossíntese, provavelmente porque provavelmente porque promove reoxidação promove reoxidação dos primeiros produtos dos primeiros produtos da fase fotoquímica e da fase fotoquímica e pela inativação de pela inativação de algumas enzimas do algumas enzimas do ciclo de Calvin.ciclo de Calvin.

Taxa de F

o tossínte se

Quantidade de Oxigênio

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 5151

Intensidade de LuzIntensidade de Luz

A Luz favorece a etapa A Luz favorece a etapa fotoquímica.fotoquímica.

Entretanto, a partir de Entretanto, a partir de uma certa intensidade uma certa intensidade luminosa não tem luminosa não tem enzimas e substratos enzimas e substratos suficientes para aumentar suficientes para aumentar a fotossíntese, por isso a fotossíntese, por isso fica constante.fica constante.

Taxa de F

o tossínte se

Intensidade Luminosa

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 5252

TemperaturaTemperatura

Nas plantas tropicais, a Nas plantas tropicais, a fotossíntese geralmente não fotossíntese geralmente não ocorre com temperaturas ocorre com temperaturas próximas a 5ºC.próximas a 5ºC.

A temperatura alta desnatura as A temperatura alta desnatura as enzimas fotossintetizantes.enzimas fotossintetizantes.

Algumas plantas conseguem Algumas plantas conseguem fazer fotossíntese a até - 35º C.fazer fotossíntese a até - 35º C.

Taxa de F

o tossínte se

Temperatura

Alta intensidadede luz

Baixa intensidadede luz

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Fotossíntese Tio Oto - BiologiaFotossíntese Tio Oto - Biologia 5353

Bons estudosBons estudos