ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง C3, C4 และ CAM

คนส่วนใหญ่รู้ว่าพืชใช้การสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างพลังงานโดยใช้แสงแดด อย่างไรก็ตาม กระบวนการสังเคราะห์แสงนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละพืช ขึ้นอยู่กับสภาพความเป็นอยู่ การสังเคราะห์ด้วยแสงที่สำคัญสามประเภทคือการสังเคราะห์ด้วยแสง C3, C4 และ CAM

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง C3, C4 และ CAM คือวิธีที่พืชดึงคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากแสงแดด ซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับถิ่นที่อยู่ของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสง C3 สร้างสารประกอบสามคาร์บอนผ่านวัฏจักรคาลวินในขณะที่การสังเคราะห์ด้วยแสง C4 ทำให้เกิดสารประกอบสี่คาร์บอนขั้นกลางที่แยกออกเป็นสารประกอบคาร์บอนสามตัวสำหรับ Calvin วงจร พืชที่ใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง CAM จะรวบรวมแสงแดดในตอนกลางวันและตรึงโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ในเวลากลางคืน

ในการสังเคราะห์แสง พืชและสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ใช้พลังงานจากแสงแดดเพื่อดึงสารอาหารจากอากาศและน้ำ สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงมีลักษณะเป็นสารประกอบสีเขียวที่เรียกว่าคลอโรฟิลล์ซึ่งมีเอ็นไซม์ ATP และ NADPH ด้วยพลังงานที่ดูดซับจากแสงแดด สารประกอบสังเคราะห์แสงจะเปลี่ยนเอ็นไซม์เหล่านี้เป็น ADP และ NADP+ พืชควบคุมพลังงานจากเอ็นไซม์ที่ถูกแปลงเพื่อสกัดคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศและน้ำ และผลิตโมเลกุลน้ำตาล เช่น กลูโคส ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะขับโมเลกุลของเสียรวมถึงออกซิเจน ซึ่งทำให้อากาศถ่ายเทได้สำหรับสัตว์

สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงที่ได้รับการสังเคราะห์ด้วยแสง C3 เริ่มต้นกระบวนการแปลงพลังงานที่เรียกว่าวัฏจักรคาลวินโดยการผลิตสารประกอบสามคาร์บอนที่เรียกว่ากรด 3-phosphoglyceric นี่คือเหตุผลของชื่อ "C3" การสังเคราะห์ด้วยแสง C3 เป็นกระบวนการขั้นตอนเดียวที่เกิดขึ้นภายในออร์แกเนลล์คลอโรพลาสต์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กักเก็บพลังงานแสงแดด พืชใช้พลังงานนั้นเพื่อรวม ATP และ NADPH เข้าเป็นโมเลกุลน้ำตาลที่สั่ง ประมาณร้อยละ 85 ของพืชบนโลกใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง C3

การสังเคราะห์ด้วยแสง C4 เป็นกระบวนการสองขั้นตอนที่ผลิตสารประกอบขั้นกลางสี่คาร์บอน กระบวนการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ของเซลล์มีโซฟิลล์ที่มีผนังบาง เมื่อสร้างขึ้นแล้ว โรงงานจะปั๊มสารประกอบขั้นกลางลงในเซลล์ปลอกหุ้มที่มีผนังหนา ซึ่งจะแยกสารประกอบออกเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และสารประกอบสามคาร์บอน จากนั้นคาร์บอนไดออกไซด์จะผ่านวัฏจักรคาลวิน เช่นเดียวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง C3 ประโยชน์ของการสังเคราะห์ด้วยแสง C4 คือการทำให้เกิดคาร์บอนที่มีความเข้มข้นสูงขึ้น ทำให้สิ่งมีชีวิต C4 เชี่ยวชาญในการเอาชีวิตรอดในแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีแสงน้อยและน้ำมากขึ้น

CAM เป็นตัวย่อของการเผาผลาญกรด crassulacean ในการสังเคราะห์แสงประเภทนี้ สิ่งมีชีวิตดูดซับพลังงานแสงแดดในตอนกลางวัน แล้วใช้พลังงานเพื่อตรึงโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ในตอนกลางคืน ในระหว่างวัน ปากใบของสิ่งมีชีวิตจะปิดเพื่อต้านทานการคายน้ำ ในขณะที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากคืนก่อนผ่านวัฏจักรคาลวิน การสังเคราะห์ด้วยแสง CAM ช่วยให้พืชสามารถอยู่รอดได้ในสภาพอากาศที่แห้งแล้ง ดังนั้นจึงเป็นการสังเคราะห์แสงประเภทหนึ่งที่ใช้โดยกระบองเพชรและพืชทะเลทรายอื่นๆ อย่างไรก็ตาม พืชที่ไม่ใช่ทะเลทราย เช่น สับปะรดและพืชอิงอาศัย เช่น กล้วยไม้ ก็ใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง CAM เช่นกัน