C3, C4 и CAM – это три различных процесса, которые растения используют для фиксации углерода в процессе фотосинтез, Фиксация углерода – это способ, которым растения удаляют углерод из атмосферного углекислого газа и превращают его в органические молекулы, такие как углеводы.
Сравнительная таблица
| Растение Характеристика | C3 Путь | C4 Путь | CAM Pathway |
|---|---|---|---|
| Скорость фотореспирации | Высокая | Низкий / незначительный | Очень низкий / незначительный |
| лист анатомия | типичный | Кранц | ксероморфный |
| Типичные Среды | Все | Тропический, повышенные дневные температуры, засуха | Сухой, сухой |
| устьице Открыто в течение дня? | да | да | нет |
| Количество шагов в пути | 1 | 2 | 2 |
| Первый молекула Произведено в Pathway | 3-фоглицериновая кислота | Яблочная кислота или аспарагиновая кислота | малат |
| Использует Calvin Cycle ? | да | да | да |
C3 Растения
Путь C3 получил свое название от первой молекулы, продуцируемой в цикле (3-углеродная молекула), называемой 3-фосфоглицериновой кислотой. Около 85% растений на Земле используют путь C3 для фиксации углерода через цикл Кальвина. Во время одностадийного процесса фермент RuBisCO (рибулозобисфосфаткарбоксилаза / оксигеноза) вызывает реакцию окисления, в которой часть энергии, используемой в фотосинтезе, теряется в процессе, известном как фотодыхание. Результатом является снижение примерно на 25% количества углерода, который фиксируется растением и выпускается обратно в атмосферу в виде диоксида углерода. Пути углеродной фиксации, используемые С4 и CAM растения добавили шаги, чтобы помочь сконцентрироваться и уменьшить потери углерода во время процесса. Некоторое общее растение С3 вид Шпинат, арахис, хлопок, пшеница, рис, ячмень и большинство деревьев и трав.
C4 Растения
Процесс C4 также известен как путь Хэтча-Слэка и назван в честь производимых 4-углеродных промежуточных молекул, яблочной кислоты или аспарагиновой кислоты. Лишь в 1960-х годах ученые открыли путь С4 при изучении сахарного тростника. C4 имеет один шаг на пути перед циклом Кальвина, который уменьшает количество углерода, который теряется в общем процессе. Углекислый газ, который поглощается растением, перемещается в пучки оболочек с помощью молекул яблочной кислоты или аспарагиновой кислоты (в этот момент молекулы называются малатом и аспартатом). Содержание кислорода внутри клеток оболочки пучка очень низкое, поэтому ферменты RuBisCO с меньшей вероятностью будут катализировать реакции окисления и отработанные молекулы углерода. Молекулы малата и аспартата высвобождают углекислый газ в хлоропластах клеток оболочки пучка, и начинается цикл Кальвина. Связки клеток оболочки являются частью анатомии листьев Кранца, характерной для растений С4.
Около 3% или 7600 видов растений используют путь С4, около 85% из которых – покрытосеменные (цветущие растения). Растения С4 включают кукурузу, сахарный тростник, просо, сорго, ананас, ромашки и капусту.
CAM Plants
Растения, в которых используется метаболизм толстянковой кислоты, также известные как растения CAM, являются суккулентами, которые эффективно хранят воду благодаря сухому и засушливому климату, в котором они живут. Слово crassulacean происходит от латинского слова crassus, что означает «толстый». На Земле насчитывается более 16 000 видов растений САМ, включая кактусы, седум, нефрит, орхидеи и агаву. Сочные растения, такие как кактусы, имеют толстые и влажные листья, а также могут иметь восковое покрытие для уменьшения испарения.
Растения CAM держат стому в течение дня, чтобы предотвратить потерю воды. Вместо этого, стома открыта ночью, чтобы принять углекислый газ из атмосферы. Двуокись углерода превращается в молекулу, называемую малатом, которая сохраняется до возвращения дневного света и начала фотосинтеза через цикл Кальвина.
Ссылки
- Углеродная фиксация. (Н.о.). В википедии. Получено 5 августа 2017 г. с сайта https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_fixation
- Разница между растениями C3, C4 и CAM. (Н.о.). В MajorDifferences.com. Получено 5 августа 2017 г. с http://www.majordifferences.com/2014/04/difference-between-c3-c4-and-cam-plants.html#.WYW_LumQzGg