عمليات البحث

النباتات C3 و C4 ، الاختلافات والأمثلة


أمثلة على نباتات C3 و C4 والاختلافات ومفاهيم فسيولوجيا النبات. من التنفس الضوئي إلى دورة كالفين.

إن اقتراح صفحة تلخص الاختلافات بين مصانع C3 و C4 ليس بالأمر السهل على الإطلاق. نحن نواجه آليات معقدة لفسيولوجيا النبات والتي ، إذا لم نخوض في التفاصيل الجزيئية ، فلن يكون من السهل فهمها. سأحاول في هذه الصفحة شرح الاختلافات الرئيسية بين نباتات C3 و C4 بدءًا من افتراض أنك تعرف ما هو التمثيل الضوئي وما هي منتجات التمثيل الغذائي للنبات.

تكمن الاختلافات بين نباتات C3 و C4 على مستوى الأنسجة وفي نوع دورة التغذية الذاتية المنظمة.

النباتات C3

نباتات C3 هي كل تلك النباتات التي تتميز بدورة كالفين بالتناوب مع التنفس الضوئي.

تسمح دورة كالفن بنمو النبات (التخليق الحيوي لتلك المجمعات الجزيئية التي تسمح للنبات بالنمو).

من ناحية أخرى ، يحد التنفس الضوئي من نمو النبات ويستهلك الأكسجين الموجود في الخلية النباتية والذي تم إطلاقه جزئيًا بواسطة نفس التمثيل الضوئي (مع التحلل الضوئي للماء المرتبط بمركب PSII).

يطلق عليها نباتات C3 لأن ثمرة تنظيم الكربون تعطى بواسطة جزيئين من ثلاثي الفوسفات (3 فوسفوجليسيرات) ، وبالتالي فإن جزيئين أثلاث ذرات كربون.

تعيش نباتات C3 في مناطق مناخية معتدلة ، وهذا يسمح للأوراق بفتح الثغور بالكامل في أوقات معينة من اليوم. مع الفتح الكامل للثغور ، يمكن أن يدخل ثاني أكسيد الكربون الضروري لتنشيط التفاعلات الكربوكسيلية التي تديرها Rubisco.

أنا أسرق

Rubisco هو إنزيم موجود في جميع النباتات:C3 ، C4يكونكام. المشكلة هي أنأنا أسرقتمكن من ربط كليهماالأكسجينجزيئي ، هو ثاني أكسيد الكربون. في الواقع ، كلا الجزيئين (O2 و CO2) لهما هندسة مستوية مع وجود سيجما سالب مكشوف على كلا الجانبين.

في ظل ظروف كميات متساوية من CO2 و O2 في الخلية النباتية ، يميل Rubisco إلى ربط ثاني أكسيد الكربون بتثبيت الكربون. ومع ذلك ، لا تسمح ظروف الإجهاد دائمًا بالفتح الكامل للثغور وقد تكون مستويات الأكسجين أعلى بكثير من مستويات ثاني أكسيد الكربون. بالإضافة إلى ذلك ، يطلق PSII باستمرار الأكسجين الجزيئي لاستعادة الإلكترون المفقود من phaeophytin وهو أول متبرع إلكترونيات لعملية التمثيل الضوئي.

لذلك بالنسبة للنباتات التي تعيش في أطقس معتدل، التمثيل الغذائيج 3ممكن لأنه ، في ظل الظروف المثلى ، فإنأنا أسرقتمكن من جعل تثبيت الكربون يسود على التنفس الضوئي. الالنباتات C3لذلك ، لم يطوروا استراتيجيات لتراكم ثاني أكسيد الكربون لأن الظروف المناخية التي يزدهرون فيها متوافقة مع آليات التشغيل المطبقة.

النباتات C4

تعيش نباتات C4 في مناطق ذات مناخ استوائي ، وبالتالي تكون ثغورًا مغلقة في الغالب أثناء النهار. ثاني أكسيد الكربون لا يدخل.

هذه النباتات ، لمنعأنا أسرقيمكن أن تتفاعل باستمرار مع الأكسجين وتنفيذالتنفس الضوئي، طورت نظام تراكم ثاني أكسيد الكربون بالقرب من روبيكو.

يتم تنظيم أنسجة التمثيل الضوئي لنباتات C4 بشكل مختلف. في الواقع ، توجد في نباتات C4 بلاستيدات خضراء متعارف عليها ولكنها خالية من الروبيسكوس (في خلايا ورقة الوسطية) والبلاستيدات الخضراء التي تقدم الياقوت ولكنها خالية من PSII (في خلايا غلاف الياقة).

في الممارسة العملية ، فيالنباتات C4يتم التثبيت الأول للكربون بواسطة إنزيم يسمى "PEP-Carboxylase" (فوسفينوبيروفات كربوكسيلاز). يحدث هذا التنظيم الأول في العصارة الخلوية ، حيث يتكون الجزيء الأول أأربع ذرات كربون(C4) ، أوكسالو أسيتات.

ثم يتم تحويل oxaloacetate إلى malate بواسطة نازعة الهيدروجين التي تستغل الطاقة المختزلة. يحدث هذا في البلاستيدات الخضراء لخلايا الميزوفيل (الخالية من الروبيسكوس). يصل المريض إلى البلاستيدات الخضراء لخلايا غلاف الطوق (التي تسرق بدلاً من ذلك).

هنا يقوم إنزيم الماليك بإطلاق ثاني أكسيد الكربون والبيروفات من المريض ، مما يؤدي إلى تقليل الطاقة. تحدث هذه الآلية بشكل مستمر ، لدرجة أن مستويات ثاني أكسيد الكربون في هذه البلاستيدات الخضراء تكون مثل السماح للروبيسك بتجنب التنفس الضوئي وتفضيل تثبيت الكربون. من هنا ، تقوم مصانع C4 بتنفيذ دورة كالفين.

أمثلة على نباتات C4

عادة ما تكون النباتات ذات التمثيل الغذائي لـ C4 من الأنواع الاستوائية ، وخاصة النباتات العشبية القادرة على إنهاء دورتها الخضرية في وقت قصير. من بين أهم الأمثلة ، من وجهة نظر زراعية ، نتذكر الذرة (zea mays) وقصب السكر والذرة الرفيعة.

أمثلة على نباتات C3

نباتات C3 شجرية وعشبية. تشمل أمثلة نباتات C3 عباد الشمس والقطن والتبغ والقمح والفول والبلوط والقيقب ...


إذا أعجبك هذا المقال يمكنك متابعتي على Twitter ، أضفني على Facebook ، من بين دوائر G + أو شاهد لقطاتي على Instagram ، le vie dei الاجتماعية هم لانهائي! :)

قد تكون مهتم ايضا ب

  • التوطن: المعنى


فيديو: Fixation du carbone en C4 (قد 2021).