Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

12.6: C4 і CAM фотосинтез

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    6764

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Фермент RubiSco потребує високого\(\ce{CO2}\) середовища для ефективного функціонування. Якщо співвідношення кисню до\(\ce{CO2}\) стає занадто високим, RubiSCo зв'яже кисень замість цього і витратить енергію в процесі. Це називається фотодиханням і становить велику кількість втрат врожаю для посівів на жарких ділянках. Чому відбувається фотодихання?

    Якщо занадто жарко або сухо, рослини часто закривають продихи, щоб запобігти втраті води. Це\(\ce{CO2}\) запобігає потраплянню в стулку, а також\(\ce{O2}\) запобігає виходу. Кисень накопичується всередині листа і фотодихання відбувається замість циклу Кальвіна. Хоча це витрачає енергію для заводу, запобігання втраті води часто є більшим пріоритетом. Однак деякі рослини виробили особливі способи виконання фотосинтезу, які перешкоджають або обмежують фотодихання.

    Фотосинтез C4 призначений для рослин, адаптованих до жарких середовищ

    У більшості фотосинтезу першим продуктом циклу Кальвіна є 3 вуглецеве з'єднання, тому цей тип фотосинтезу називається С3. Для рослин, пристосованих до особливо жарких середовищ, перша утворена сполука має 4 атоми вуглецю, отже, фотосинтез С4. У цих рослин Рубіско обмежується осередками оболонки пучка листа. Вуглекислий газ перетворюється в кислоту і транспортується в клітини оболонки пучка, де він буде перетворений назад в\(\ce{CO2}\). Це підтримує високу концентрацію там, де RubiSCo активний, запобігаючи фотодиханню.

    Фотосинтез CAM призначений для рослин, адаптованих до сухих середовищ

    Рослини CAM часто зустрічаються в пустельних середовищах. Занадто жарко та/або сухо тримати продихи відкритими протягом дня, тому вони відкривають їх лише вночі. Однак вночі немає світла, щоб зробити фотосинтез. Щоб вирішити це, рослини CAM еволюціонували, щоб приймати їх\(\ce{CO2}\) вночі і зберігати його в центральній вакуолі у вигляді кислоти. Тут CAM отримує свою назву: Метаболізм красулацевої кислоти. Протягом дня кислота перетворюється назад в\(\ce{CO2}\), і цикл Кальвіна може відбуватися поряд з ланцюгом транспорту електронів.

    В обох цих типах фотосинтезу сполуки повинні утворюватися, транспортуватися і знову розбиватися. Кожне з цих завдань коштує енергії для виконання, але вона переважує енергію, втрачену фотодиханням.

    Автори та атрибуція