Асимилација угљен-диоксида из сунчеве светлости, за процес фотосинтезе и затим његово претварање у глукозу (енергију) синтетизовање различитих производа, је кључна разлика између ове три. Тако током ЦО2 фиксације, када фотосинтетске биљке производе 3-фосфоглицеринску киселину (ПГА) или 3-угљеничну киселину, као први производ назива се Ц3 пут .
Али када фотосинтетска биљка, пре одласка на пут Ц3, производи оксалооцтену киселину (ОАА) или једињење 4-угљеника, њихов први стабилни производ назива се Ц4 или Хатцх анд Слацк патхваи . Али када биљке током дана апсорбују енергију сунчеве светлости и искористе ову енергију за асимилацију или учвршћивање угљен-диоксида ноћу, називају се метаболизмом киселе киселине или ЦАМ .
Након ових поступака следе биљке, одређене врсте бактерија и алге за производњу енергије, независно од њиховог станишта. Синтеза енергије, коришћењем угљен-диоксида и воде као примарног извора за добијање хранљивих материја из ваздуха и воде, назива се фотосинтезом. Ово је главни процес живог бића које храну производи сам
У овом садржају размотрићемо суштинску разлику између три врсте путева које следе биљке и неколико микроорганизама и мали опис о њима.
Упоредни графикон
| Основе за поређење | Ц3 пут | Ц4 пут | ЦАМ |
|---|---|---|---|
| Дефиниција | Овакве биљке чији је први производ после асимилације угљеника из сунчеве светлости молекул 3 угљеника или 3-фосфоглицеринска киселина за производња енергије назива се Ц3 постројења, а стаза се назива Ц3 стаза. Најчешће га користе биљке. | Биљке у тропском подручју претварају енергију сунчеве светлости у Ц4 молекул угљеника или оксалоацетинску киселину, што се догађа пре Ц3 циклуса а онда се даље претвара у енергију, назива се Ц4 биљкама, а пут се назива Ц4 стаза. Ово је ефикасније од пута Ц3. | Биљке које складиште енергију из сунца, а затим је претварају у енергију током ноћи, прате ЦАМ или кресулацеанску киселину метаболизам |
| Укључене ћелије | Мезофилне ћелије. | Мезофилна ћелија, снопиће ћелије омотача. | И Ц3 и Ц4 у истим ћелијама мезофила. |
| Пример | Сунцокрет, спанаћ, пасуљ, пиринач, памук. | Шећерна трска, сирк и кукуруз. | Кактуси, орхидеје. |
| Може се видети у | Све фотосинтетске биљке. | У тропским биљкама | Полусушно стање. |
| Врсте биљака које користе овај циклус | Мезофитни, хидрофитични, ксерофитни. | Месопхитиц. | Ксеропхитиц. |
| Фотореспирација | Присутни у високим стопама. | Није лако открити. | Могуће је уочити поподне. |
| За производњу глукозе | Потребно је 12 НАДПХ и 18 АТП. | Потребно је 12 НАДПХ и 30 АТП. | Потребно је 12 НАДПХ и 39 АТП. |
| Први стабилан производ | 3-фосфоглицерат (3-ПГА). | Оксалоацетат (ОАА). | Оксалоацетат (ОАА) ноћу, 3 ПГА дању. |
| Цалвин циклус оперативан | Сам. | Упоредо са циклусом Хатцх анд Слацк. | Ц3 и Хатцх анд Слацк циклус. |
| Оптимална температура за фотосинтезу | 15-25 ° Ц | 30-40 ° Ц | > 40 ° Ц |
| Карбоксилациони ензим | РуБП карбоксилаза. | У мезофилу: ПЕП карбоксилаза. У омотачу снопа: РуБП карбоксилаза. | У мраку: ПЕП карбоксилаза. На светлу: РУБП карбоксилаза. |
| Однос ЦО2: АТП: НАДПХ2 | 1: 3: 2 | 1: 5: 2 | 1: 6, 5: 2 |
| Почетни акцептор ЦО2 | Рибулоза-1, 5-бифофата (РуБП). | Фосфоенолпируват (ПЕП). | Фосфоенолпируват (ПЕП). |
| Кранз Анатоми | Одсутна. | Поклон. | Одсутна. |
| Тачка компензације за ЦО2 (ппм) | 30-70. | 6-10. | 0-5 у мраку. |
Дефиниција пута Ц3 или циклуса Цалвин.
Б3 биљке су познате као биљке хладне сезоне или умерене биљке . Најбоље успевају на оптималној температури између 65 и 75 ° Ф, при чему температура тла одговара температури од 40 до 45 ° Ф. Ове врсте биљака показују ефикасност при високим температурама .
Примарни производ биљака Ц3 је 3-угљенска киселина или 3-фосфоглицеринска киселина (ПГА) . Ово се сматра првим производом током фиксације угљен-диоксида. Пут Ц3 завршава се у три корака: карбоксилацији, редукцији и регенерацији.
Ц3 биљке смањују у ЦО2 директно у хлоропласту. Уз помоћ рибулозе бифосфат карбоксилазе (РуБПцасе), настају два молекула 3-угљеничне киселине или 3-фосфоглицерне киселине . Овај 3- фосфоглицериц оправдава име пута као Ц3.
У следећем кораку, НАДПХ и АТП фосфорилат дају 3-ПГА и глукозу. А онда поново започиње циклус обнављањем РуБП-а.
Пут Ц3 је процес у једном кораку, који се одвија у хлоропласту. Ова органела делује као складиштење енергије сунчеве светлости. Од укупног броја биљака присутних на земљи, 85 одсто користи овај пут за производњу енергије.
Биљке Ц3 могу бити вишегодишње или једногодишње. Они су високо протеински у односу на биљке Ц4. Примери годишњих Ц3 биљака су пшеница, зоб и раж, а биљке вишегодишњег стабла укључују фесцуе, рижу и воћњак. Ц3 биљке обезбеђују већу количину протеина од биљака Ц4.
Дефиниција стазе Ц4 или путање шрафура и застој.
Биљке, посебно у тропском региону, следе овај пут. Прије циклуса Цалвин или Ц3, неке биљке слиједе пут Ц4 или Хатцх анд Слацк. То је двостепени процес где се производи оксалооцтена киселина (ОАА) која је једињење са 4 угљеника . Јавља се у ћелији омотача мезофила и снопа присутној у хлоропласту.
Када се добије 4-карбонско једињење, он се шаље у ћелију омотача пакета, овде се молекул 4-угљеника даље дели на угљендиоксид и једињење 3-карбона. На крају, пут Ц3 почиње да производи енергију, где 3-угљеник једињење делује као претеча.
Ц4 биљке су такође познате као топло-сезонске или тропске биљке . Они могу бити вишегодишњи или годишњи. Савршена температура за раст ових биљака је 90-95 ° Ф. Ц4 биљке су много ефикасније у кориштењу азота и сакупљању угљен-диоксида из земље и атмосфере. Садржај протеина је низак у поређењу са Ц3 биљкама.
Ове биљке су добиле име по производу названом оксалоацетат који је 4 угљене киселине. Примери вишегодишњих Ц4 биљака су индијска трава, Бермудаграсс, травната трава, велики плаветнило, а годишње биљке Ц4 су суданграсс, кукуруз, бисерно просо.
Дефиниција ЦАМ постројења
Значајна примедба која разликује овај процес од горе поменуте две јесте да у овој врсти фотосинтезе организам током дана апсорбује енергију сунчеве светлости и користи ту ноћ ноћу за асимилацију угљен диоксида.
То је својеврсна адаптација у време периодичне суше. Овај поступак дозвољава размену гасова у ноћним сатима када је температура ваздуха хладнија и долази до губитка водене паре.
Око 10% васкуларних биљака прилагодило је фотосинтезу ЦАМ-а, али углавном се налази у биљкама које су расле у сушном подручју. Биљке попут кактуса и еуфорбије су примери. Чак су и орхидеје и бромелије прилагодили ову стазу због неправилног снабдевања водом.
У дану, малат се декарбоксилира да би се обезбедио ЦО2 за фиксацију Бенсон-Цалвин циклуса у затвореним стоматама. Главна карактеристика ЦАМ биљака је асимилација ЦО2 ноћу у јабучну киселину, која се чува у вакуоли. ПЕП карбоксилаза има главну улогу у производњи малата.
Кључне разлике од Ц3, Ц4 и ЦАМ постројења.
Изнад ћемо расправљати о поступку добијања енергије ових различитих врста, у наставку ћемо размотрити кључне разлике између три:
- Ц3 стаза или Ц3 биљке могу се дефинисати као оне врсте биљака чији је први производ после асимилације угљеника из сунчеве светлости молекул 3 угљеника или 3-фосфоглицеринска киселина за производњу енергије. Најчешће га користе биљке; Док биљке у тропском подручју претварају енергију сунчеве светлости у Ц4 молекул угљеника или оксалооцтену киселину, овај циклус се одвија пре Ц3 циклуса и затим уз помоћ ензима води даљи процес добијања хранљивих материја, назива се Ц4 биљкама и пут се назива као пут Ц4. Ова стаза је ефикаснија од пута Ц3. С друге стране, биљке које током дана складиште енергију из сунца, а затим је претварају у енергију ноћу, прате ЦАМ или метаболизам киселе киселине .
- Ћелије које учествују у путу Ц3 су мезофилне ћелије, а оне на путу Ц4 су мезофилне ћелије, ћелије омотача омотача, али ЦАМ прате и Ц3 и Ц4 у истим ћелијама мезофила.
- Пример Ц3 су сунцокрет, спанаћ, пасуљ, пиринач, памук, док су пример биљака Ц4 шећерна сирћа, сирек и кукуруз, а кактуси су орхидеје пример биљака ЦАМ.
- Ц3 се може видети у свим фотосинтетским биљкама, док Ц4 следе тропске биљке, а ЦАМ полу-сушне биљке.
- Врсте биљака које користе Ц3 циклус су мезофитне, хидрофитске, ксерофитске, али Ц4 се прати у мезофитским биљкама, а Ксеропхитиц следи ЦАМ.
- Фотореспирација је присутна у већој брзини док је није лако открити у Ц4 и ЦАМ.
- 12 НАДПХ и 18 АТП у Ц3 циклусу; 12 НАДПХ и 30 АТП у Ц4 и 12 НАДПХ и 39 АТП су потребни за производњу глукозе.
- 3-фосфоглицерат (3-ПГА) је први стабилан производ пута Ц3; Оксалоацетат (ОАА) за пут Ц4 и ноћу Оксалоацетат (ОАА), 3 сата ПГА у ЦАМ-у.
- Оптимална температура за фотосинтезу у Ц3 је 15-25 ° Ц; 30-40 ° Ц у постројењима Ц4 и> 40 ° Ц у ЦАМ-у
- Карбоксилативни ензим је РуБП карбоксилаза у Ц3 биљкама, али у Ц4 биљкама је ПЕП карбоксилаза (у мезофилу) и РуБП карбоксилаза (у омотачу снопа), док је у ЦАМ ПЕП карбоксилаза (у мраку) и РуБП карбоксилаза (на светлу).
- ЦО2: АТП: НАДПХ2 однос 1: 3: 2 у Ц3, 1: 5: 2 у Ц4 и 1: 6, 5: 2 у ЦАМ.
- Почетни акцептор ЦО2 је Рибулосе-1, 5-бипхопхате (РуБП) на путу Ц3 и Пхоспхоенолпирувате (ПЕП) у Ц4 и ЦАМ.
- Кранзова анатомија присутна је само на путу Ц4, а одсутна је у Ц3 и ЦАМ биљкама.
- Тачка компензације за ЦО2 (ппм) је 30-70 у постројењу Ц3; 6-10 у биљкама Ц4 и 0-5 у мраку у ЦАМ-у.
Закључак
Сви смо свесни чињенице да биљке припремају своју храну процесом фотосинтезе. Они претварају атмосферски угљен диоксид у биљну храну или енергију (глукозу). Али како биљке расту у различитим стаништима, имају различито атмосферско и климатско стање; разликују се у процесу добијања енергије.
Као у случају да су путеви Ц4 и ЦАМ две прилагодбе настале природном селекцијом, за опстанак биљака високе температуре и сушног подручја. Дакле, можемо рећи да су ово три различите биохемијске методе биљака за добијање енергије, а Ц3 је најчешћа међу њима.
