C3-фотосинтез

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

C3-фотосинтез — один із трьох головних метаболічних шляхів для фіксації вуглецю поряд із C4 і CAM-фотосинтезом. В ході цього процесу вуглекислий газ і рибулозобісфосфат[ru] (п'ятивуглецевий цукор) перетворюється у дві молекули 3-фосфогліцерату[ru] з допомогою такою реакції:

CO2 + H2O + РуБФ → (2) 3-фосфогліцерат[ru].

Ця реакція відбувається у всіх рослинах, як перший крок циклу Кальвіна. У C4-рослин вуглекислий газ фіксується після вивільнення з малату, а не напряму з повітря.

Поперечний переріз листа арабідопсиса — типової C3-рослини. Добре видно будову судинних пучків.

C3-рослини, зазвичай, буяють в районах з достатньою кількістю підземних вод, помірною інтенсивністю сонячного світла, помірною температурою та концентрацією вуглекислого газу близько 200 ppm або вище[1]. Ці рослини зародилися в мезозої та палеозої, задовго до появи C4-рослин і, як і раніше, становлять близько 95 % рослинної біомаси Землі. Як приклад можна навести рис та ячмінь[2].

C3-рослини втрачають до 97 % води, закачаної через корені у вигляді транспірації. Через це вони не можуть рости у жарких місцях: головний фермент C3-фотосинтезу, Рубіско, з підвищенням температури починає активніше каталізувати побічну реакцію РуБФ[ru] з киснем. Утилізація побічних продуктів цієї реакції відбувається в ході фотодихання, що призводить до втрати рослиною вуглецю та енергії і, отже, може обмежувати її ріст. У посушливих районах C3-рослини закривають продихи, щоб зменшити втрати води, але це не дає CО2 потрапляти в листки та знижує його концентрацію в листі. В результаті падає співвідношення CO22, що також посилює фотодихання. C4 і CAM-рослини мають пристосування, що дозволяють їм виживати в посушливих і жарких районах, і тому вони можуть витіснити C3-рослини в цих областях. Ізотопний підпис[en] C3-рослин збіднений ізотопом 13C у порівнянні з підписом C4-рослин.

Примітки[ред. | ред. код]

  1. C. Michael Hogan. 2011. «Respiration». Encyclopedia of Earth. Eds. Mark McGinley and C. J. Cleveland. National Council for Science and the Environment. Washington, D.C.
  2. Raven, J. A., Edwards, D. (2001). Roots: evolutionary origins and biogeochemical significance. Journal of Experimental Botany 52 (90001): 381–401. PMID 11326045. doi:10.1093/jexbot/52.suppl_1.381.