Fotosynteza u roślin typu C4
Niektóre rośliny lądowe, w szczególności żyjące w środowiskach suchych i gorących – kserofity, musiały wykształcić przystosowania zmniejszające utratę wody w komórkach (utrata wody jest nieunikniona podczas fotosyntezy). Odkryto istnienie roślin przeprowadzających fotosyntezę typu C4 oraz roślin, u których występują szczególne szlaki fotosyntetyczne, zwane w skrócie CAM – metabolizm roślin kwasowych typu CAM lub gospodarka kwasowa sukulentów (są to rośliny przystosowane do przeżycia suszy, np. agawy, kaktusy, grubosze, ananasy, wilczomlecze, lilie, orchidee, winorośl).
Do roślin typu C4 zaliczamy: trawy (np. kukurydzę, trzcinę cukrową, sorgo), wilczomlecze, astry, stokrotki, szarłaty i wiele innych.
Rośliny żyjące w środowiskach suchych dzięki szczególnym szlakom metabolicznym rozwiązały problem swobodnej dyfuzji CO2, bez nadmiernej utraty wody. Ograniczyły konieczność otwierania aparatów szparkowych w ciągu dnia, gdy temperatura jest wysoka. Plony roślin uprawnych typu C4 są 2- lub 3-krotnie większe niż roślin C3; rośliny te szybko rosną i są bardzo ekspansywne.
Rośliny typu C4 mają inną budowę liścia. Miękisz asymilacyjny nie jest zróżnicowany na palisadowy i gąbczasty, lecz tworzą go komórki różnokształtne, luźno ułożone, wypełniające przestrzeń między skórką górną i dolną, tzw. mezofil C4 , obok nich występują szczególnie zbudowane komórki pochwy wokółwiązkowej (otaczają nerwy liściowe), tzw. pierścień komórek okołowieńcowych. W mezofilu C4zachodzi wiązanie i magazynowanie CO2 oraz etap wstępny szlaku fotosyntezy roślin C4, natomiast w komórkach pochwy okołowiązkowej zachodzi cykl Calvina.
Rys. Porównanie budowy liścia u roślin typu C3 i C4.
Rośliny te dysponują większymi możliwościami asymilacji dwutlenku węgla (stężenie CO2 wzrasta 10–60-krotnie w porównaniu z roślinami typu C3), posiadają także oprócz rybulozo-1,5-bisfosforanu drugi akceptor CO2 – fosfoenolopirogronian.
W szlaku C4, zwanym szlakiem Hatcha/Slacka, pierwszym produktem wiÄ…zania CO2 jest zwiÄ…zek 4-wÄ™glowy – kwas szczawiooctowy (dwutlenek wÄ™gla przyÅ‚Ä…cza siÄ™ do akceptora – fosfoenolopirogroÂnianu). Szczawiooctan przeksztaÅ‚cany jest w jabÅ‚czan. JabÅ‚czan przenika do komórek pochwy okoÅ‚owiÄ…zkowej, gdzie nastÄ™puje jego dekarboksylacja i powstaje pirogronian (zwiÄ…zek trójwÄ™glowy) i CO2. Dwutlenek wÄ™gla jest wiÄ…zany w cyklu Calvina, a pirogronian wraca do komórek mezofilu, gdzie nastÄ™puje jego regeneracja do fosfoenolopirogronianu, i ponownie stanowi pierwotny akceptor dwutlenku wÄ™gla.
Szlak CAM występuje głównie u roślin okrytonasiennych (dwuliściennych), ale również wykryty został u rośliny nagonasiennej – welwitschia – i pewnych paproci.
Rośliny CAM wiążą CO2 nocą (aparaty szparowe mogą być wówczas otwarte), wbudowują go w kwas jabłkowy przechowywany w wakuolach komórek liścia; w ciągu dnia, gdy nie ma wymiany gazowej, następuje dekarboksylacja jabłczanu i uwolnienie dwutlenku węgla. Cykl Calvina może odbywać się przy zamkniętych aparatach szparkowych.
Podsumowując, szlaki fotosyntetyczne roślin C4 i roślin CAM biochemicznie nie różnią się między sobą, ale u pierwszych odbywają się w różnych miejscach (mezofil i pochwa okołowiązkowa), natomiast u roślin CAM przebiegają w różnym czasie (noc i dzień).
Rys. Fotosynteza u roślin typu C4
Rys. Fotosynteza roślin CAM
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
29 Istota procesu fotosyntezy u roślin, fazy fotosyntezy Czynniki środowiskowe wpływające na proces
Rośliny typu CAM
cz.3 fotosynteza, Biologia, fizjologia roślin
08 regulacja fotosynt (wpływ czynników środ.), Biologia UWr, II rok, Fizjologia Roślin
Fotosynteza bakteryjna, Fizjologia roślin
Fotosynteza odżywianie się roślin
kolo 1, Światło, Światło- reguluje aktywność zwierząt i roślin, umożliwia proces fotosyntezy( intens
fizjo-fotosynteza, Leśnictwo UP POZNAŃ 2013, Fizjologia roślin drzewiastych
PRZYSTOSOWANIE ROsLIN DO FOTOSYNTEZY
ROS wykorzystanie roslin do unieszkodliwiania osadow
ROÅšLINY ZAWSZE ZIELONE
Cukrzyca typu 1
3 Cukrzyca typu LADA i MODY
Znaczenie liści dla roślin
83 rośliny, mchy, widłaki, skrzypy, okryto i nagonasienne
rosliny GMO
więcej podobnych podstron