Klíčové rozdíly mezi fotosyntézou C3, C4 a CAM

Většina lidí ví, že rostliny pomocí fotosyntézy vytvářejí energii pomocí slunečního záření. Proces fotosyntézy se však u rostlin liší, v závislosti na jejich životních podmínkách. Tři důležité typy fotosyntézy jsou fotosyntéza C3, C4 a CAM.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Klíčovým rozdílem mezi fotosyntézou C3, C4 a CAM je způsob, jakým rostliny extrahují oxid uhličitý ze slunečního záření, což do značné míry závisí na stanovišti rostliny. Fotosyntéza C3 produkuje trojuhlíkovou sloučeninu prostřednictvím Calvinova cyklu, zatímco fotosyntéza C4 vyrábí meziprodukt se čtyřmi uhlíky, který se pro Calvin rozdělí na sloučeninu se třemi uhlíky cyklus. Rostliny, které používají CAM fotosyntézu, shromažďují během dne sluneční světlo a v noci fixují molekuly oxidu uhličitého.

Při fotosyntéze využívají rostliny a jiné organické sloučeniny energii ze slunečního záření k získávání živin ze vzduchu a vody. Fotosyntetické organismy obsahují zelenou sloučeninu známou jako chlorofyl, která obsahuje enzymy ATP a NADPH. Díky energii absorbované ze slunečního světla přeměňují fotosyntetické sloučeniny tyto enzymy na ADP a NADP +. Rostlina využívá energii z přeměněných enzymů k extrakci oxidu uhličitého ze vzduchu a vody a produkci molekul cukru, jako je glukóza. Prostřednictvím fotosyntézy rostliny vylučují odpadní molekuly včetně kyslíku, díky čemuž je vzduch pro zvířata prodyšný.

Fotosyntetické organismy, které procházejí fotosyntézou C3, zahajují proces přeměny energie, známý jako Calvinův cyklus, produkcí tříuhlíkové sloučeniny zvané 3-fosfoglycerová kyselina. To je důvod pro titul „C3“. Fotosyntéza C3 je jednostupňový proces, který probíhá uvnitř chloroplastových organel, které fungují jako skladiště sluneční energie. Rostlina využívá tuto energii ke kombinování ATP a NADPH do uspořádaných molekul cukru. Zhruba 85 procent rostlin na Zemi využívá fotosyntézu C3.

Fotosyntéza C4 je dvoustupňový proces, který produkuje meziprodukt se čtyřmi uhlíky. K fotosyntetickému procesu dochází v chloroplastu tenkostěnné mezofylové buňky. Jakmile je vytvořena, rostlina pumpuje meziprodukt do silnostěnné buňky pochvy svazku, kde štěpí sloučeninu na oxid uhličitý a sloučeninu se třemi uhlíky. Oxid uhličitý poté prochází kalvinovým cyklem, jako při fotosyntéze C3. Výhodou fotosyntézy C4 je, že produkuje vyšší koncentraci uhlíku, díky čemuž jsou organismy C4 schopnější přežít v prostředí se slabým osvětlením a vodou.

CAM je zkratka metabolismu kyseliny crassulacean. Při tomto typu fotosyntézy organismy absorbují sluneční energii během dne a poté ji využívají k fixaci molekul oxidu uhličitého během noci. Během dne se průduchy organismu uzavírají, aby odolaly dehydrataci, zatímco oxid uhličitý z předchozí noci prochází Calvinovým cyklem. CAM fotosyntéza umožňuje rostlinám přežít v suchém podnebí, a proto je typem fotosyntézy používanou kaktusy a jinými pouštními rostlinami. Nepouštní rostliny jako ananas a epifytové rostliny, jako jsou orchideje, však také používají CAM fotosyntézu.