ძირითადი განსხვავებები C3, C4 და CAM ფოტოსინთეზს შორის

ადამიანების უმეტესობამ იცის, რომ მცენარეები იყენებენ ფოტოსინთეზს ენერგიის შესაქმნელად მზის სხივების გამოყენებით. ამასთან, ფოტოსინთეზის პროცესი იცვლება მცენარეთა შორის, მათი ცხოვრების პირობებიდან გამომდინარე. ფოტოსინთეზის სამი მნიშვნელოვანი ტიპია C3, C4 და CAM ფოტოსინთეზი.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

მთავარი განსხვავება C3, C4 და CAM ფოტოსინთეზს შორის არის ის, თუ როგორ ხდება მცენარეების ნახშირორჟანგის მოპოვება მზის სხივებიდან, რაც დიდწილად დამოკიდებულია მცენარის ჰაბიტატზე. C3 ფოტოსინთეზი წარმოქმნის სამ ნახშირბადოვან ნაერთს კალვინის ციკლის საშუალებით, ხოლო C4 ფოტოსინთეზს ქმნის შუალედურ ოთხ ნახშირბადოვან ნაერთს, რომელიც იყოფა კალბინის სამ ნახშირბადოვან ნაერთად ციკლი მცენარეები, რომლებიც იყენებენ CAM ფოტოსინთეზს, დღის განმავლობაში აგროვებენ მზის შუქს და ღამით აფიქსირებენ ნახშირორჟანგის მოლეკულებს.

ფოტოსინთეზის დროს მცენარეები და სხვა ორგანული ნაერთები იყენებენ მზის ენერგიის ენერგიას ჰაერიდან და წყლიდან საკვები ნივთიერებების მოსაპოვებლად. ფოტოსინთეზულ ორგანიზმებს აქვს მწვანე ნაერთი, რომელიც ქლოროფილის სახელით არის ცნობილი და შეიცავს ფერმენტებს ATP და NADPH. მზის სხივებისგან შეწოული ენერგიით, ფოტოინთეზური ნაერთები ამ ფერმენტებს გარდაქმნიან ADP და NADP +. ქარხანა აძლიერებს ენერგიას გარდაქმნილი ფერმენტებისგან, რათა გამოიყოს ნახშირორჟანგი ჰაერიდან და წყალიდან და წარმოიქმნას შაქრის მოლეკულები, როგორიცაა გლუკოზა. ფოტოსინთეზის საშუალებით მცენარეები გამოყოფენ ნარჩენების მოლეკულებს, მათ შორის ჟანგბადს, რაც ჰაერს სუნთქავს ცხოველებისთვის.

ფოტოსინთეზური ორგანიზმები, რომლებიც გადიან C3 ფოტოსინთეზს, იწყებენ ენერგიის გარდაქმნის პროცესს, რომელიც ცნობილია როგორც კალვინის ციკლი, წარმოქმნის სამ ნახშირბადოვან ნაერთს, სახელწოდებით 3-ფოსფოგლიცერინის მჟავა. ეს არის სათაურის "C3" მიზეზი. C3 ფოტოსინთეზი არის ერთსაფეხურიანი პროცესი, რომელიც მიმდინარეობს ქლოროპლასტური ორგანოების შიგნით, რომლებიც მოქმედებენ მზის ენერგიის ენერგიის შესანახ ცენტრებად. მცენარე ამ ენერგიას იყენებს, რათა დააკავშიროს ATP და NADPH შეკვეთილ შაქრის მოლეკულებად. დედამიწაზე მცენარეების დაახლოებით 85 პროცენტი იყენებს C3 ფოტოსინთეზს.

C4 ფოტოსინთეზი არის ორსაფეხურიანი პროცესი, რომელიც წარმოქმნის ოთხ ნახშირბადოვან შუალედურ ნაერთს. ფოტოსინთეზის პროცესი ხდება თხელი კედლის მეზოფილიის უჯრედის ქლოროპლასტში. მას შემდეგ, რაც შეიქმნება, მცენარე შუალედურ ნაერთს ტუმბავს სქელკედლიანი შეკვრის გარსის უჯრედში, სადაც იგი ყოფს ნაერთს ნახშირორჟანგად და სამ ნახშირბადოვან ნაერთად. ნახშირორჟანგი გადის კალვინის ციკლს, ისევე როგორც C3 ფოტოსინთეზში. C4 ფოტოსინთეზის სარგებელი არის ის, რომ იგი აწარმოებს ნახშირბადის უფრო მაღალ კონცენტრაციას, რაც C4 ორგანიზმებს უფრო ოსტატურად ახერხებს ჰაბიტატების დაბალ განათებასა და წყალში გადარჩენას.

CAM არის კრასულაანის მჟავის მეტაბოლიზმის აბრევიატურა. ამ ტიპის ფოტოსინთეზში ორგანიზმები დღის განმავლობაში ითვისებენ მზის ენერგიას, შემდეგ კი ენერგიას იყენებენ ნახშირორჟანგის მოლეკულების დასაფიქსირებლად ღამით. დღის განმავლობაში ორგანიზმის კუჭ-ნაწლავები ახლოვდება გაუწყლოების წინააღმდეგ, ხოლო წინა ღამის ნახშირორჟანგი განიცდის კალვინის ციკლს. CAM ფოტოსინთეზი საშუალებას აძლევს მცენარეებს გადარჩეს მშრალ კლიმატურ პირობებში და, შესაბამისად, არის ფოტოსინთეზის სახეობა, რომელსაც იყენებენ cacti და სხვა უდაბნო მცენარეები. ამასთან, არაუდაბნოვანი მცენარეები, როგორიცაა ანანასი და ეპიფიტური მცენარეები, როგორიცაა ორქიდეები, ასევე იყენებენ CAM ფოტოსინთეზს.