Tärkeimmät erot C3-, C4- ja CAM-fotosynteesien välillä

Useimmat ihmiset tietävät, että kasvit käyttävät fotosynteesiä energian tuottamiseen auringonvaloa käyttämällä. Fotosynteesiprosessi vaihtelee kuitenkin kasvien välillä niiden elinolojen mukaan. Kolme tärkeää fotosynteesityyppiä ovat C3-, C4- ja CAM-fotosynteesi.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Keskeinen ero C3-, C4- ja CAM-fotosynteesien välillä on tapa, jolla kasvit poimivat hiilidioksidia auringonvalosta, joka riippuu suurelta osin kasvin elinympäristöstä. C3-fotosynteesi tuottaa kolmen hiilen yhdisteen Calvin-syklin kautta, kun taas C4-fotosynteesi tekee välituotteeksi 4-hiiliyhdisteen, joka hajoaa kolmen hiilen yhdisteeksi Calvinille sykli. CAM-fotosynteesiä käyttävät kasvit keräävät auringonvaloa päivällä ja kiinnittävät hiilidioksidimolekyylit yöllä.

Kasvit ja muut orgaaniset yhdisteet käyttävät fotosynteesissä auringonvalon energiaa ravinteiden poistamiseksi ilmasta ja vedestä. Fotosynteettisissä organismeissa on vihreä yhdiste, joka tunnetaan nimellä klorofylli, joka sisältää entsyymejä ATP ja NADPH. Auringonvalosta absorboituneen energian avulla fotosynteettiset yhdisteet muuttavat nämä entsyymit ADP: ksi ja NADP +: ksi. Kasvi valjastaa muunnettujen entsyymien energian hiilidioksidin poistamiseksi ilmasta ja vedestä ja sokerimolekyylien, kuten glukoosin, tuottamiseksi. Kasvit erittävät fotosynteesin kautta jätemolekyylejä, myös happea, mikä tekee ilman hengittäväksi eläimille.

C3-fotosynteesin läpikäyvät fotosynteettiset organismit aloittavat energianmuunnosprosessin, joka tunnetaan nimellä Calvin-sykli, tuottamalla kolmen hiilen yhdiste, jota kutsutaan 3-fosfoglyseriinihapoksi. Tämä on syy otsikolle "C3". C3-fotosynteesi on yksivaiheinen prosessi, joka tapahtuu kloroplastisten organellien sisällä, jotka toimivat auringonvalon varastointikeskuksina. Laitos käyttää tätä energiaa yhdistääkseen ATP ja NADPH järjestettyihin sokerimolekyyleihin. Noin 85 prosenttia maan kasveista käyttää C3-fotosynteesiä.

C4-fotosynteesi on kaksivaiheinen prosessi, joka tuottaa nelihiilisen välituoteyhdisteen. Fotosynteesiprosessi tapahtuu ohutseinäisen mesofyllisolun kloroplastissa. Kun kasvi on luotu, se pumpaa välituoteyhdisteen paksuseinämäiseen kimpputuppisoluun, jossa se jakaa yhdisteen hiilidioksidiksi ja kolmen hiilen yhdisteeksi. Hiilidioksidi käy sitten läpi Calvin-syklin, kuten C3-fotosynteesissä. C4-fotosynteesin etu on, että se tuottaa korkeamman hiilipitoisuuden, mikä tekee C4-organismeista taitavammat selviytymään elinympäristöissä, joissa on vähän valoa ja vettä.

CAM on lyhenne crassulacean-hapon aineenvaihdunnasta. Tämän tyyppisessä fotosynteesissä organismit absorboivat auringonvaloa päivällä ja käyttävät sitten energiaa hiilidioksidimolekyylien kiinnittämiseen yöllä. Päivällä organismin stomatat sulkeutuvat vastustamaan kuivumista, kun edellisen yön hiilidioksidi käy läpi Calvin-syklin. CAM-fotosynteesi antaa kasvien selviytyä kuivassa ilmastossa ja on siksi kaktusten ja muiden autiomaakasvien käyttämä fotosynteesityyppi. Kuitenkin ei-aavikkokasvit, kuten ananakset ja epifyyttikasvit, kuten orkideat, käyttävät myös CAM-fotosynteesiä.