Разлика између биљака Ц3 и Ц4

Тхе кључна разлика између биљака Ц3 и Ц4 је то биљке Ц3 формирају једињење са три угљеника као први стабилни производ мрачне реакције док Ц4 биљке формирају четворо-угљеничко једињење као први стабилни производ мрачне реакције.

Фотосинтеза је процес вођен светлошћу који претвара угљен диоксид и воду у шећере богате енергијом у биљкама, алгама и цијанобактеријама. Током светлосне реакције фотосинтезе долази до фотолизе водених молекула. Као резултат фотолизе воде, кисеоник се ослобађа као нуспродукт. Након реакције светлости, тамна реакција започиње и она синтетише угљене хидрате фиксирањем угљен-диоксида. Међутим, кисеоник генерисан светлосном реакцијом може да се веже за главни ензим мрачне реакције који је РуБП оксигеназа-карбоксилаза (Рубисцо) и да изврши фотореспирацију. Фотореспирација је процес који троши енергију и смањује синтезу угљених хидрата. Стога, како би се спречила фотореспирација, постоје три различита начина да се у биљкама догоди тамна реакција како би се спречио сусрет кисеоника са Рубисцом. Дакле, у зависности од начина на који се одвија мрачна реакција, постоје 3 врсте биљака; наиме, Ц3 биљке, Ц4 биљке и ЦАМ постројења.

САДРЖАЈ

1. Преглед и кључне разлике
2. Шта су Ц3 биљке
3. Шта су Ц4 биљке
4. Сличности између биљака Ц3 и Ц4
5. Упоредно упоређивање - биљке Ц3 и Ц4 у табеларном облику
6. Резиме

Шта су Ц3 биљке?

Око 95% биљака на земљи су биљке Ц3. Као што име говори, они спроводе Ц3 фотосинтетски механизам који је Цалвин циклус. Сматра се да је фотосинтеза Ц3 настала пре готово 3,5 милијарди година. Ове биљке су углавном дрвенасте и округласте биљке. У тим биљкама фиксација угљеника одвија се у ћелијама мезофила који се налазе одмах испод епидерме.

Угљени диоксид улази из атмосфере у ћелије мезофила кроз стомате. Тада почиње мрачна реакција. Прва реакција је фиксирање угљендиоксида са Рибулосе бисфосфатом у фосфоглицерат који је једињење са три угљеника. У ствари, то је први стабилан производ постројења Ц3. Рибулоза бисфосфат карбоксилаза (Рубисцо) је ензим који катализује ову реакцију карбоксилације у биљкама. Исто тако, Цалвин циклус се одвија циклично током стварања угљених хидрата.

Слика 01: Ц3 биљке

У поређењу са Ц4 биљкама, Ц3 биљке су неефикасне у погледу свог фотосинтетског механизма. То је због појаве фотореспирације у Ц3 биљкама. Фотореспирација се јавља услед активности оксигеназе ензима Рубисцо. Оксидација Рубисцо делује у супротном смеру од карбоксилације, ефикасно поништава фотосинтезу трошењем великих количина угљеника првобитно фиксираних у Цалвин циклусу и доводи до губитка угљен-диоксида из ћелија које фиксирају угљен-диоксид. Исто тако, интеракција са кисеоником и угљен-диоксидом се догађа на истом месту на Рубисцо-у. Ове конкурентне реакције обично се одвијају у омјеру 3: 1 (угљеник: кисеоник). Стога је јасно да је фотореспирација лагано стимулисан процес који троши кисеоник и развија угљен диоксид.

Шта су Ц4 биљке?

Ц4 биљке су присутне у сувим и високим температурама. Отприлике 1% биљних врста има Ц4 биохемију. Неки примери биљака Ц4 су кукуруз и шећерна трска. Као што име говори, ове биљке спроводе Ц4 фотосинтетски механизам. Сматра се да је фотосинтеза Ц4 настала пре готово 12 милиона година; дуго након еволуције Ц3 механизма. Постројења Ц4 сада се могу боље прилагодити, јер су тренутни нивои угљен диоксида много нижи него пре 100 милиона година.

Ц4 биљке су много ефикасније у хватању угљендиоксида. Надаље, фотосинтеза Ц4 се налази и у монокоти и у врстама дикота. За разлику од биљака Ц3, први стабилни производ који настаје током фотосинтезе је оксало сирћетна киселина, која је једињење са четири угљеника. Оно што је најважније, листови ових биљака показују посебну врсту анатомије која се зове "Кранзова анатомија". Постоји круг ћелија омотача са хлоропластима око васкуларних снопова помоћу којих се Ц4 биљке могу идентификовати.

Слика 02: Ц4 биљке

На том путу се фиксација угљен-диоксида догађа два пута. У цитоплазми ћелије мезофила, ЦО₂ прво фиксира фосфоенолпируватом (ПЕП), који делује као примарни акцептор. Реакција се катализује ензимом ПЕП карбоксилазе. Затим се ПЕП претвара у малат, а затим у пируват ослобађајући ЦО₂. И, овај ЦО₂ поново фиксира по други пут са Рибулосе бисфосфатом, да би се формирао 2 фосфоглицерата за спровођење Цалвин циклуса.

Које су сличности између биљака Ц3 и Ц4?

• И биљке Ц3 и Ц4 фиксирају угљен диоксид и стварају угљене хидрате.
• Изводе мрачну реакцију.
• Такође, обе врсте биљака изводе исте светлосне реакције.
• Штавише, имају хлоропласте да изврше фотосинтезу.
• Њихова фотосинтетска једнаџба је слична.
• Штавише, РуБП укључује мрачну реакцију обе врсте биљака.
• Обе биљке производе фосфоглицерат.

Која је разлика између биљака Ц3 и Ц4?

Б3 биљке производе фосфоглицеринску киселину као први стабилан производ тамне реакције. То је једињење са три угљеника. Са друге стране, биљке Ц4 производе оксало-сирћетну киселину као први стабилан производ реакције у мраку. То је четворо-угљеничко једињење. Због тога је то кључна разлика између постројења Ц3 и Ц4.

Поред тога, фотосинтетска ефикасност Ц3 биљака је мања од фотосинтетске ефикасности Ц4 биљака. То је због фотореспирације виђене у биљкама Ц3 која је занемарљива у биљкама Ц4. Дакле, то је још једна разлика између биљака Ц3 и Ц4. Када се узму у обзир структурне разлике, биљке Ц3 немају две врсте хлоропласта и Кранзову анатомију у лишћу. С друге стране, биљке Ц4 имају две врсте хлоропласта и показују личност Кранза у листовима. Дакле, то је такође разлика између биљака Ц3 и Ц4.

Штавише, даљња разлика између биљака Ц3 и Ц4 је у томе што биљке Ц3 фиксирају угљен диоксид само једном, док Ц4 биљке два пута фиксирају угљен диоксид. Због ове чињенице, асимилација Ц је мања у биљкама Ц3, док је асимилација Ц висока код Ц4 биљака. И не само то, Ц4 биљке могу вршити фотосинтезу када су стомати затворени и под врло високим концентрацијама светлости и ниским ЦО₂ концентрације. Међутим, биљке Ц3 нису у стању да спроведу фотосинтезу када су стомати затворени и под врло високим светлосним концентрацијама и ниским ЦО₂ концентрације. Дакле, ово је такође значајна разлика између биљака Ц3 и Ц4. Даље, биљке Ц3 и Ц4 биљке се разликују од првог акцесора угљен диоксида. РуБП је ЦО₂ акцептор у Ц3 постројењима док је ПЕП први ЦО₂ акцептор у Ц4 постројењима.

Преглед - Ц3 вс Ц4 Плантс

Ц3 и Ц4 су две врсте биљака. Ц3 биљке су врло честе док су Ц4 биљке веома ретке. Кључна разлика између биљака Ц3 и Ц4 зависи од првог производа од угљеника који производе током мрачне реакције. Ц3 постројења спроводе Цалвин циклус и производе једињење са три угљеника као први стабилни производ, док Ц4 постројења имају Ц4 механизам и производе четири једињења угљеника као први стабилан производ. Поред тога, биљке Ц3 показују мању фотосинтетску ефикасност док биљке Ц4 показују високу фотосинтетску ефикасност. Штавише, Ц3 биљке немају Кранзову анатомију у лишћу, а такође немају две врсте хлоропласта. С друге стране, биљке Ц4 имају Кранзову анатомију у својим листовима, а такође имају и две врсте хлоропласта. Дакле, ово је резиме Ц3 и Ц4 биљака.

Референце:

1. Сзцзепаник и др. „О механизму интермедијарне фотосинтезе Ц 4 између мезофила и Крањске ћелије у травама.“ ОУП Ацадемиц, Окфорд Университи Пресс, 28. марта 2008. Доступно овде 
2. Студи.цом, Студи.цом. Доступно овде 

Љубазношћу слике:

1. „Поједностављени дијаграм фотореспирације“ ауторке Рацхел Пурдон - сопствени рад, (ЦЦ БИ-СА 3.0) преко Цоммонс Викимедиа 
2. "ХатцхСлацкпатхваи2" написао Аденосине (разговор) - ХатцхСлацкпатхваи.свг, (ЦЦ БИ-СА 2.5) преко Цоммонс Викимедиа