Anbefalet, 2020

Redaktørens Valg

Forskel mellem C3, C4 og CAM-stien

Assimilering af kuldioxid fra sollys til processen med fotosyntesen og derefter konvertering til glukose (energi), der syntetiserer forskellige produkter, er den vigtigste forskel mellem de tre. Så under CO2-fiksering, når de fotosyntetiske planter producerer 3-phosphoglycerinsyre (PGA) eller 3-kulsyre, da det første produkt kaldes C3-vej .

Men når den fotosyntetiske plante, inden den går til C3-stien, producerer oxaloeddiksyre (OAA) eller 4-carbonforbindelse, da deres første stabile produkt kaldes C4 eller Hatch and Slack-vej . Men når planterne optager sollysets energi på dagen og bruger denne energi til assimilering eller fastgørelse af kuldioxid om natten kaldes det som crassulacean syre metabolisme eller CAM .

Disse procedurer følges af planter, bestemte arter af bakterier og alger til produktion af energi, uafhængigt af deres habitat. Syntesen af ​​energi ved anvendelse af kuldioxid og vand som den primære kilde til at få næringsstoffer fra luft og vand betegnes som fotosyntese. Dette er den primære proces for det levende væsen, der producerer mad alene

I dette indhold vil vi overveje den væsentlige forskel mellem de tre typer af veje efterfulgt af planter og få mikroorganismer og en lille beskrivelse om dem.

Sammenligningstabel

Grundlag for sammenligningC3-stiC4-stiCAM
DefinitionSådanne planter, hvis første produkt efter carbonassimilationen fra sollys er 3-carbon molekyle eller 3-phosphoglycerinsyre til
produktion af energi kaldes C3-planter, og stien kaldes C3-stien. Det bruges mest af planter.
Planter i det tropiske område omdanner sollys energi til C4 carbon molekyle eller oxaloacetice syre, der finder sted før C3 cyklus
og derefter konverteres det videre til energien, kaldes C4-planter og vej kaldes C4-stien. Dette er mere effektivt end C3-stien.
Planterne, der lagrer energien fra solen og derefter omdanner den til energi om natten følger CAM eller crassulacean syre
stofskifte.
Involverede cellerMesophyllceller.Mesophyllcelle, bundt kappe celler.Både C3 og C4 i samme mesophyllceller.
EksempelSolsikke, spinat, bønner, ris, bomuld.Sukkerrør, Sorghum og majs.Kaktus, orkideer.
Kan ses iAlle fotosyntetiske planter.I tropiske planterHalv-tør tilstand.
Typer af planter, der bruger denne cyklusMesophytic, hydrophytic, xerophytic.Mesophytic.Xerophytic.
fotorespirationTil stede i høj sats.Ikke let detekterbar.Detekteres om eftermiddagen.
Til produktion af glukose12 NADPH og 18 ATP'er er påkrævet.12 NADPH og 30 ATP'er er påkrævet.12 NADPH og 39 ATP'er er påkrævet.
Første stabile produkt3-phosphoglycerat (3-PGA).Oxaloacetat (OAA).Oxaloacetat (OAA) om natten, 3 PGA om dagen.
Calvin cyklus operativAlene.Sammen med Hatch and Slack-cyklus.C3 og Hatch og Slack-cyklus.
Optimal temperatur til fotosyntesen15-25 ° C30-40 ° C> 40 grader ° C
CarboxyleringsenzymRuBP-carboxylase.I mesophyll: PEP-carboxylase.
I bundskede: RuBP-carboxylase.
I mørke: PEP-carboxylase.
I lys: RUBP-carboxylase.
CO2: ATP: NADPH2-forhold1: 3: 21: 5: 21: 6, 5: 2
Første CO2-acceptorRibulose-1, 5-biphophate (RuBP).Phosfoenolpyruvat (PEP).Phosfoenolpyruvat (PEP).
Kranz AnatomyFraværende.Til stede.Fraværende.
CO2-kompensationspunkt (ppm)30-70.6-10.0-5 i mørke.

Definition af en C3-sti eller Calvin-cyklus.

C3 planter er kendt som kølige sæsoner eller tempererede planter . De vokser bedst ved en optimal temperatur mellem 65 til 75 ° F med jordtemperaturen egnet ved 40-45 ° F. Disse typer planter viser effektivitet ved høj temperatur .

Det primære produkt fra C3-planter er 3-carbon acid eller 3-phosphoglyceric acid (PGA) . Dette betragtes som det første produkt under fiksering af kuldioxid. C3-stien afsluttes i tre trin: carboxylering, reduktion og regenerering.

C3-planter reducerer til CO2 direkte i chloroplasten. Ved hjælp af ribulosebiphosphatcarboxylase (RuBPcase) produceres de to molekyler af 3- carbonsyre eller 3-phosphoglycerinsyre . Dette 3-fosfoglycerikum retfærdiggør navnet på stien som C3.

I et andet trin phosphat NADPH og ATP til opnåelse af 3-PGA og glucose. Og derefter starter cyklussen igen med at regenerere RuBP.

C3-stien er enkelttrinsprocessen, der finder sted i chloroplasten. Denne organelle fungerer som opbevaring af sollys. Af den samlede plante, der findes på jorden, bruger 85 procent denne vej til produktion af energi.

C3-planterne kan være flerårige eller årlige. De er meget proteinholdige end C4-planterne. Eksemplerne på årlige C3-planter er hvede, havre og rug, og de flerårige planter inkluderer fescues, raigræs og frugtplantager. C3-planter giver en højere mængde protein end C4-planterne.

Definition af C4-sti eller Hatch og Slack-sti.

Planter, især i den tropiske region, følger denne vej. Før Calvin eller C3 cykler, følger nogle planter C4 eller Hatch og Slack-stien. Det er en totrinsproces, hvor oxaloeddiksyre (OAA), som er en 4-carbonforbindelse, produceres. Det forekommer i mesophyll og bundt kappe-celle, der er til stede i en chloroplast.

Når 4-carbonforbindelsen produceres, sendes den til bundtkappe-cellen, her får 4-carbonmolekylet yderligere opdeling i et kuldioxid og 3-cabonforbindelsen. Til sidst begynder C3-stien at producere energi, hvor 3-kulstofforbindelsen fungerer som forløber.

C4-planter er også kendt som varm-sæson eller tropiske planter . Disse kan være flerårige eller årlige. Den perfekte temperatur til at vokse for disse planter er 90-95 ° F. C4-planterne er meget mere effektive til at anvende nitrogen og opsamle kuldioxid fra jorden og atmosfæren. Proteinindholdet er lavt sammenlignet med C3-planter.

Disse planter fik deres navn fra det produkt, der kaldes oxaloacetat, som er 4 kulsyre. Eksemplerne på flerårige C4-planter er indisk græs, Bermudagrass, switchgras, stor blåblomst og eksempler på årlige C4-planter er sudangrasses, majs, perle hirse.

Definition af CAM-planter

Den bemærkelsesværdige bemærkning, der adskiller denne proces fra ovenstående to, er, at organismen i denne type fotosyntese optager energien fra sollyset på dagen og bruger denne energi om natten til assimilering af kuldioxid.

Det er en slags tilpasning på tidspunktet for periodisk tørke. Denne proces tillader en udveksling af gasser om natten, når lufttemperaturen er køligere, og der er tabet af vanddamp.

Cirka 10% af de karplanter har tilpasset CAM-fotosyntesen, men findes hovedsageligt i planter, der er dyrket i det tørre område. Planterne som kaktus og euphorbias er eksemplerne. Selv orkideer og bromeliader tilpassede denne vej på grund af en uregelmæssig vandforsyning.

I løbet af dagen bliver malat dekarboxyleret for at tilvejebringe CO2 til fiksering af Benson-Calvin-cyklus i lukket stomata. Det vigtigste træk ved CAM-planter er en assimilering af CO2 om natten i æblesyre, opbevaret i vakuolen. PEP-carboxylase spiller hovedrollen i produktionen af ​​malat.

Vigtige forskelle på C3-, C4- og CAM-planter.

Ovenfor diskuterer vi proceduren for at få energi fra disse forskellige typer, nedenfor vil vi diskutere de vigtigste forskelle mellem tre:

  1. C3-pathway- eller C3-planter kan defineres som de slags planter, hvis første produkt efter kulstofassimilationen fra sollys er 3-carbon molekyle eller 3-phosphoglycerinsyre til produktion af energi. Det bruges mest af planter; Mens planter i tropisk område omdanner sollys-energi til C4-kulstofmolekyle eller oxaloeddiksyre, finder denne cyklus sted før C3-cyklus, og derefter ved hjælp af enzymer bærer den den videre proces med at få næringsstoffer, kaldes C4-planter, og vej kaldes som C4-sti. Denne vej er mere effektiv end C3-stien. På den anden side følger planterne, der lagrer energien fra solen på dagen og derefter omdanner den til energi om natten, CAM eller crassulacean-syre metabolismen .
  2. Celler involveret i en C3-pathway er mesophyllceller, og for C4-pathwayen er mesophyllcelle, bundtkappe-celler, men CAM følger både C3 og C4 i samme mesophyllceller.
  3. Et eksempel på C3 er solsikke, spinat, bønner, ris, bomuld, mens eksemplet på C4-planter er sukkerrør, sorghum og majs, og kaktus, orkideer er eksemplet på CAM-planter.
  4. C3 kan ses i alle fotosyntetiske planter, mens C4 efterfølges af tropiske planter og CAM af halvtørre tilstandsplanter.
  5. Typer af planter, der bruger C3-cyklus, er mesofytiske, hydrofytiske, xerofytiske, men C4 følges i mesophytiske planter, og Xerophytic følger CAM.
  6. Fotorespiration er til stede i den højere hastighed, mens det ikke let kan påvises i C4 og CAM.
  7. 12 NADPH og 18 ATP'er i C3-cyklus; 12 NADPH og 30 ATP'er i C4 og 12 NADPH og 39 ATP'er er nødvendige for produktionen af ​​glukose.
  8. 3-phosphoglycerat (3-PGA) er det første stabile produkt af C3-vej; Oxaloacetat (OAA) for C4-sti og Oxaloacetat (OAA) om natten, 3 PGA om dagen i CAM.
  9. Optimal temperatur for fotosyntesen i C3 er 15-25 ° C; 30-40 ° C i C4-planter og> 40 ° C i CAM
  10. Carboxyleringsenzym er RuBP-carboxylase i C3-planter, men i C4-planter er det PEP-carboxylase (i mesophyll) og RuBP-carboxylase (i bundtkappe), mens det i CAM er PEP-carboxylase (i mørke) og RuBP-carboxylase (i lys).
  11. CO2: ATP: NADPH2-forhold 1: 3: 2 i C3, 1: 5: 2 i C4 og 1: 6, 5: 2 i CAM.
  12. Den oprindelige CO2-acceptor er Ribulose-1, 5-biphophate (RuBP) i en C3-bane og Phosphoenolpyruvat (PEP) i C4 og CAM.
  13. Kranz Anatomy findes kun i C4-stien, og den er fraværende i C3- og CAM-planter.
  14. CO2-kompensationspunktet (ppm) er 30-70 i C3-anlægget; 6-10 i C4-planter og 0-5 i mørke i CAM.

Konklusion

Vi er alle opmærksomme på, at planter tilbereder deres mad ved fotosyntesen. De omdanner atmosfærisk kuldioxid til plantemad eller energi (glukose). Men når planterne vokser i de forskellige levesteder, har de forskellige atmosfæriske og klimatiske forhold; de adskiller sig i processen med at få energi.

Ligesom i tilfælde af C4- og CAM-stier er de to tilpasninger opstået ved naturlig selektion til overlevelse af planterne i høj temperatur og tørt område. Så vi kan sige, at dette er de tre forskellige biokemiske metoder, planter til at få energi, og C3 er den mest almindelige blandt dem.

Top