רוב האנשים יודעים כי צמחים משתמשים בפוטוסינתזה כדי ליצור אנרגיה באמצעות אור שמש. עם זאת, תהליך הפוטוסינתזה משתנה בין הצמחים, בהתאם לתנאי המחיה שלהם. שלושה סוגים חשובים של פוטוסינתזה הם פוטוסינתזה C3, C4 ו- CAM.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
ההבדל העיקרי בין פוטוסינתזה C3, C4 ו- CAM הוא האופן בו צמחים מפיקים פחמן דו חמצני מאור השמש, שתלוי במידה רבה בבית הגידול של הצמח. פוטוסינתזה של C3 מייצרת תרכובת של שלוש פחמן באמצעות מחזור קלווין ואילו פוטוסינתזה C4 יוצר תרכובת ארבע פחמן ביניים המתפצלת לתרכובת שלוש פחמן עבור הקלווין מחזור. צמחים המשתמשים בפוטוסינתזה של CAM אוספים אור שמש במהלך היום ומקבעים מולקולות של פחמן דו חמצני בלילה.
פוטוסינתזה
בפוטוסינתזה, צמחים ותרכובות אורגניות אחרות משתמשים באנרגיה מאור השמש כדי לחלץ חומרים מזינים מהאוויר והמים. אורגניזמים פוטוסינתטיים כוללים תרכובת ירוקה המכונה כלורופיל המכילה את האנזימים ATP ו- NADPH. עם האנרגיה הנספגת מאור השמש, תרכובות פוטוסינתטיות ממירות אנזימים אלה ל- ADP ו- NADP +. הצמח רותם את האנרגיה מהאנזימים שהומרו להפקת פחמן דו חמצני מהאוויר והמים וייצור מולקולות סוכר כמו גלוקוז. באמצעות פוטוסינתזה, צמחים מפרישים מולקולות פסולת כולל חמצן, מה שהופך את האוויר לנשימה לבעלי חיים.
פוטוסינתזה של C3
אורגניזמים פוטוסינתטיים העוברים פוטוסינתזה C3 מתחילים את תהליך המרת האנרגיה, המכונה מחזור קלווין, על ידי ייצור תרכובת תלת פחמית הנקראת חומצה 3-פוספוגליצרית. זו הסיבה לתואר "C3". פוטוסינתזה C3 היא תהליך חד-שלבי המתרחש בתוך אברוני הכלורופלסט, המשמשים כמרכזי אחסון לאנרגיית אור השמש. הצמח משתמש באנרגיה זו כדי לשלב ATP ו- NADPH למולקולות סוכר מסודרות. כ- 85 אחוז מהצמחים עלי אדמות משתמשים בפוטוסינתזה של C3.
פוטוסינתזה של C4
פוטוסינתזה של C4 היא תהליך דו-שלבי המייצר תרכובת ביניים בעלת ארבע פחמן. התהליך הפוטוסינתטי מתרחש בכלורופלסט של תא מזופיל דק דופן. לאחר יצירת הצמח, הוא מפמפם את תרכובת הביניים לתא נדן צרור עבה, שם הוא מפצל את התרכובת לפחמן דו חמצני ולתרכובת של שלושה פחמן. פחמן הדו חמצני עובר אז את מחזור הקלווין, כמו בפוטוסינתזה C3. היתרון של פוטוסינתזה של C4 הוא שהיא מייצרת ריכוז גבוה יותר של פחמן, מה שהופך את אורגניזמי C4 למיומנים יותר לשרוד בבתי גידול עם אור נמוך ומים.
פוטוסינתזה של CAM
CAM הוא קיצור של מטבוליזם של חומצה קרסולית. בסוג זה של פוטוסינתזה אורגניזמים סופגים אנרגיית אור שמש במהלך היום ואז משתמשים באנרגיה כדי לקבע מולקולות של פחמן דו חמצני במהלך הלילה. במהלך היום, הסטומטיות של האורגניזם נסגרות כדי להתנגד להתייבשות ואילו הפחמן הדו-חמצני מהלילה הקודם עובר את מחזור הקלווין. פוטוסינתזה של CAM מאפשרת לצמחים לשרוד באקלים צחיח ולכן הוא סוג הפוטוסינתזה המשמש קקטוסים וצמחי מדבר אחרים. עם זאת, צמחים שאינם מדבריים כמו אננס וצמחי אפיפיט כמו סחלבים משתמשים גם בפוטוסינתזה של CAM.
