Ključne razlike med fotosintezo C3, C4 in CAM

Večina ljudi ve, da rastline s pomočjo fotosinteze ustvarjajo energijo s pomočjo sončne svetlobe. Vendar se postopek fotosinteze med rastlinami razlikuje, odvisno od njihovih življenjskih razmer. Tri pomembne vrste fotosinteze so fotosinteza C3, C4 in CAM.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Ključna razlika med fotosintezo C3, C4 in CAM je način, kako rastline izločajo ogljikov dioksid iz sončne svetlobe, kar je v veliki meri odvisno od habitata rastline. Fotosinteza C3 s pomočjo Calvinovega cikla proizvaja spojino s tremi ogljiki, medtem ko fotosinteza C4 tvori vmesno spojino s štirimi ogljiki, ki se za Calvin razcepi v spojino s tremi ogljiki cikel. Rastline, ki uporabljajo fotosintezo CAM, čez dan zbirajo sončno svetlobo in ponoči fiksirajo molekule ogljikovega dioksida.

Pri fotosintezi rastline in druge organske spojine uporabljajo energijo sončne svetlobe za pridobivanje hranil iz zraka in vode. Fotosintetski organizmi vsebujejo zeleno spojino, znano kot klorofil, ki vsebuje encima ATP in NADPH. Z energijo, absorbirano iz sončne svetlobe, fotosintetske spojine pretvorijo te encime v ADP in NADP +. Rastlina izkorišča energijo pretvorjenih encimov za pridobivanje ogljikovega dioksida iz zraka in vode ter za proizvodnjo molekul sladkorja, kot je glukoza. S fotosintezo rastline izločajo molekule odpadkov, vključno s kisikom, zaradi česar je zrak živalim dihanje.

Fotosintetski organizmi, ki so podvrženi fotosintezi C3, začnejo postopek pretvorbe energije, znan kot Calvinov cikel, s proizvodnjo tri-ogljikove spojine, imenovane 3-fosfoglicerinska kislina. To je razlog za naslov "C3". Fotosinteza C3 je enostopenjski proces, ki poteka znotraj organelov kloroplasta, ki delujejo kot centri za shranjevanje energije sončne svetlobe. Rastlina to energijo uporablja za združevanje ATP in NADPH v urejene molekule sladkorja. Približno 85 odstotkov rastlin na zemlji uporablja fotosintezo C3.

Fotosinteza C4 je dvostopenjski postopek, ki tvori vmesno spojino s štirimi ogljiki. Fotosintetski proces se pojavi v kloroplastu tankostenske mezofilne celice. Ko rastlina vmesno spojino prečrpa v plaščno celico snopa z debelimi stenami, kjer spojino razdeli na ogljikov dioksid in triogljično spojino. Ogljikov dioksid nato preide v kalvinov cikel, kot pri fotosintezi C3. Prednost fotosinteze C4 je v tem, da proizvaja večjo koncentracijo ogljika, zaradi česar organizmi C4 bolj spretno preživijo v habitatih z nizko svetlobo in vodo.

CAM je okrajšava od presnove crassulacean kisline. Pri tej vrsti fotosinteze organizmi podnevi absorbirajo energijo sončne svetlobe, nato pa jo ponoči uporabijo za fiksiranje molekul ogljikovega dioksida. Čez dan se stomati organizma zaprejo, da se uprejo dehidraciji, medtem ko ogljikov dioksid prejšnje noči preživi kalvinov cikel. Fotosinteza CAM omogoča rastlinam, da preživijo v sušnih podnebjih, zato je vrsta fotosinteze, ki jo uporabljajo kaktusi in druge puščavske rastline. Vendar pa tudi puščavske rastline, kot so ananas in rastline epifiti, kot so orhideje, uporabljajo tudi fotosintezo CAM.