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Pflanzen C3 und C4, Unterschiede und Beispiele

Pflanzen C3 und C4, Unterschiede und Beispiele

Beispiele für C3- und C4-Pflanzen, Unterschiede und Vorstellungen der Pflanzenphysiologie. Von der Photorespiration bis zum Calvin-Zyklus.

Es ist gar nicht so einfach, eine Seite vorzuschlagen, die die Unterschiede zwischen C3- und C4-Pflanzen zusammenfasst. Wir sind mit komplexen Mechanismen der Pflanzenphysiologie konfrontiert, die, wenn wir nicht auf molekulare Details eingehen, nicht leicht zu verstehen sind. Auf dieser Seite werde ich versuchen, die Hauptunterschiede zwischen C3- und C4-Pflanzen zu erklären, vorausgesetzt, Sie wissen, was Photosynthese ist und was die Produkte des Pflanzenstoffwechsels sind.

Die Unterschiede zwischen C3- und C4-Pflanzen liegen sowohl auf Gewebeebene als auch in der Art des organisierten autotrophen Zyklus.

Pflanzen C3

C3-Pflanzen sind alle Pflanzen, die durch den Calvin-Zyklus im Wechsel mit der Photorespiration gekennzeichnet sind.

Der Calvin-Zyklus ermöglicht das Wachstum der Pflanze (die Biosynthese jener makromolekularen Komplexe, die das Wachstum der Pflanze ermöglichen).

Die Photorespiration hingegen begrenzt das Wachstum der Pflanze und verbraucht den in der Pflanzenzelle vorhandenen Sauerstoff, der teilweise durch dieselbe Photosynthese freigesetzt wurde (mit der Photolyse von Wasser, das mit dem PSII-Komplex verbunden ist).

Sie werden C3-Pflanzen genannt, weil die Frucht der Kohlenstofforganisation durch zwei Moleküle Triose-Phosphat (3-Phosphoglycerat) gegeben ist, daher zwei Moleküle adrei Kohlenstoffatome.

C3-Pflanzen leben in gemäßigten Klimazonen, wodurch die Blätter zu bestimmten Tageszeiten die Stomata vollständig öffnen können. Mit der vollständigen Öffnung der Stomata kann das Kohlendioxid eintreten, das für die Aktivierung der von Rubisco betriebenen Carboxylreaktionen erforderlich ist.

Ich stehle

Rubisco ist ein Enzym, das in allen Pflanzen vorkommt:C3, C4istNOCKEN. Das Problem ist, dass diestehlenschafft es, beide zu bindenSauerstoffmolekular ist Kohlendioxid. Tatsächlich haben beide Moleküle (O2 und CO2) eine planare Geometrie mit negativem Sigma, das auf beiden Seiten freigelegt ist.

Unter Bedingungen gleicher Mengen an CO2 und O2 in der Pflanzenzelle neigt Rubisco dazu, Kohlendioxid zur Kohlenstofffixierung zu binden. Stressbedingungen erlauben jedoch nicht immer eine vollständige Öffnung der Stomata und der Sauerstoffgehalt könnte viel höher sein als der von CO2. Darüber hinaus setzt PSII ständig molekularen Sauerstoff frei, um das im Phaeophytin, dem ersten elektronischen Donor der Photosynthese, fehlende Elektron wiederzugewinnen.

Also für Pflanzen, die in einem lebengemäßigtes Wetter, StoffwechselC3ist möglich, weil unter optimalen Bedingungen dieIch stehleschafft es, dass die Kohlenstofffixierung die Photorespiration überwiegt. DasPflanzen C3Daher haben sie keine Strategien zur Anreicherung von CO2 entwickelt, da die klimatischen Bedingungen, unter denen sie gedeihen, mit den implementierten Betriebsmechanismen kompatibel sind.

Pflanzen C4

C4-Pflanzen leben in Gebieten mit tropischem Klima und haben daher tagsüber meist geschlossene Stomata. CO2 tritt nicht ein.

Diese Pflanzen, um die zu verhindernstehlenkönnte ständig mit Sauerstoff reagieren und das umsetzenPhotorespirationhaben ein CO2-Akkumulationssystem in der Nähe des Rubisco entwickelt.

Das photosynthetische Gewebe von C4-Pflanzen ist unterschiedlich organisiert. Tatsächlich gibt es in C4-Pflanzen kanonische Chloroplasten ohne Rubiskus (in den Zellen des Blattmesophylls) und Chloroplasten, die den Rubiskus aufweisen, aber kein PSII aufweisen (in den Zellen der Kragenscheide).

In der Praxis in derPflanzen C4Eine erste Kohlenstofffixierung erfolgt durch ein Enzym namens "PEP-Carboxylase" (Phosphenopyruvatcarboxylase). Diese erste Organisation findet im Cytosol statt, wo das erste Molekül a gebildet wirdvier Kohlenstoffatome(C4), Oxalacetat.

Das Oxalacetat wird dann durch eine Dehydrogenase, die die reduzierende Kraft ausnutzt, in Malat umgewandelt. Dies tritt in den Chloroplasten von Mesophyllzellen (ohne Rubiskus) auf. Der Patient erreicht die Chloroplasten der Zellen der Kragenscheide (die stattdessen den Diebstahl haben).

Hier setzt das Äpfelsäureenzym CO2 und Pyruvat aus dem Patienten frei und erzeugt so eine reduzierende Kraft. Dieser Mechanismus tritt kontinuierlich auf, so dass in diesen Chloroplasten die CO2-Gehalte so sind, dass der Rubisk die Photorespiration vermeiden und die Kohlenstofffixierung begünstigen kann. Von hier aus implementieren die C4-Anlagen den Calvin-Zyklus.

Beispiele für C4-Pflanzen

Pflanzen mit C4-Metabolismus sind normalerweise tropische Arten, insbesondere krautige Pflanzen, die ihren Vegetationszyklus in kurzer Zeit abschließen können. Unter den aus agronomischer Sicht wichtigsten Beispielen erinnern wir uns an Mais (zea mays), Zuckerrohr und Sorghum.

Beispiele für C3-Pflanzen

C3-Pflanzen sind sowohl baumartig als auch krautig. Beispiele für C3-Pflanzen sind Sonnenblumen, Baumwolle, Tabak, Weizen, Bohnen, Eichen, Ahorn ...


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