Die meisten Menschen wissen, dass Pflanzen Photosynthese nutzen, um aus Sonnenlicht Energie zu erzeugen. Der Prozess der Photosynthese variiert jedoch zwischen Pflanzen, abhängig von ihren Lebensbedingungen. Drei wichtige Arten der Photosynthese sind die C3-, C4- und CAM-Photosynthese.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Der Hauptunterschied zwischen C3-, C4- und CAM-Photosynthese besteht darin, wie Pflanzen Kohlendioxid aus dem Sonnenlicht extrahieren, was weitgehend vom Lebensraum der Pflanze abhängt. Die C3-Photosynthese produziert über den Calvin-Zyklus eine Drei-Kohlenstoff-Verbindung, während die C4-Photosynthese stellt eine intermediäre Vier-Kohlenstoff-Verbindung her, die sich für den Calvin. in eine Drei-Kohlenstoff-Verbindung aufspaltet Zyklus. Pflanzen, die CAM-Photosynthese nutzen, sammeln tagsüber Sonnenlicht und fixieren nachts Kohlendioxidmoleküle.
Photosynthese
Bei der Photosynthese nutzen Pflanzen und andere organische Verbindungen die Energie des Sonnenlichts, um Nährstoffe aus Luft und Wasser zu extrahieren. Photosynthetische Organismen enthalten eine grüne Verbindung, die als Chlorophyll bekannt ist und die Enzyme ATP und NADPH enthält. Mit der vom Sonnenlicht absorbierten Energie wandeln photosynthetische Verbindungen diese Enzyme in ADP und NADP+ um. Die Pflanze nutzt die Energie der umgewandelten Enzyme, um Kohlendioxid aus Luft und Wasser zu extrahieren und Zuckermoleküle wie Glukose zu produzieren. Durch Photosynthese scheiden Pflanzen Abfallmoleküle einschließlich Sauerstoff aus, der die Luft für Tiere atmungsaktiv macht.
C3 Photosynthese
Photosynthetische Organismen, die eine C3-Photosynthese durchlaufen, beginnen den Prozess der Energieumwandlung, der als Calvin-Zyklus bekannt ist, indem sie eine Drei-Kohlenstoff-Verbindung namens 3-Phosphoglycerinsäure produzieren. Dies ist der Grund für den Titel "C3". Die C3-Photosynthese ist ein einstufiger Prozess, der in den Chloroplastenorganellen stattfindet, die als Speicherzentren für Sonnenlichtenergie dienen. Die Pflanze nutzt diese Energie, um ATP und NADPH zu geordneten Zuckermolekülen zu kombinieren. Etwa 85 Prozent der Pflanzen auf der Erde nutzen die C3-Photosynthese.
C4 Photosynthese
Die C4-Photosynthese ist ein zweistufiger Prozess, der eine Vier-Kohlenstoff-Zwischenverbindung erzeugt. Der Photosyntheseprozess findet im Chloroplasten einer dünnwandigen Mesophyllzelle statt. Einmal erzeugt, pumpt die Pflanze die Zwischenverbindung in eine dickwandige Bündelhüllenzelle, wo sie die Verbindung in Kohlendioxid und eine Drei-Kohlenstoff-Verbindung aufspaltet. Das Kohlendioxid durchläuft dann den Calvin-Zyklus, wie bei der C3-Photosynthese. Der Vorteil der C4-Photosynthese besteht darin, dass sie eine höhere Kohlenstoffkonzentration produziert, wodurch C4-Organismen besser in Lebensräumen mit wenig Licht und Wasser überleben können.
CAM-Photosynthese
CAM ist eine Abkürzung für Crassulacea-Säuremetabolismus. Bei dieser Art der Photosynthese absorbieren Organismen tagsüber Sonnenlichtenergie und verwenden die Energie dann, um während der Nacht Kohlendioxidmoleküle zu fixieren. Tagsüber schließen sich die Spaltöffnungen des Organismus, um der Austrocknung zu widerstehen, während das Kohlendioxid der vorherigen Nacht den Calvin-Zyklus durchläuft. Die CAM-Photosynthese ermöglicht es Pflanzen, in trockenen Klimazonen zu überleben, und ist daher die Art der Photosynthese, die von Kakteen und anderen Wüstenpflanzen verwendet wird. Aber auch Nicht-Wüstenpflanzen wie Ananas und Aufsitzerpflanzen wie Orchideen nutzen die CAM-Photosynthese.