С3 растения и с4 растения: 12.Ра3личия между растениями — c3 и растениями

12.Ра3личия между растениями — c3 и растениями

С4-растения
(С4 plants)
— растения, у которых третий этап
фотосинтеза протекает с присоединением
углекислого газа не к рибулозодифосфату
(как у С3-растений), а к трехуглеродному
соединению — фосфоенолпировиноградной
кислоте, что приводит к образованию
четырехуглеродного (С4) соединения —
щавелево-уксусной кислоты. К этому типу
относятся такие растения, как кукуруза
и некоторые другие злаки, преимущественно
тропических и субтропических растений
(сахарный тростник, сорго)

С3-растения
(C3 plants) [англ. c(arbon) —
углерод, от лат. carbo
— уголь]
— растения, у которых третий этап
фотосинтеза протекает с участием цикла
Кальвина (восстановительный пентозофосфатный
цикл, при котором первым продуктом
является трехуглеродное (С3) соединение
— фосфоглицериновая кислота). К этому
типу относится большинство растений.

Физиолого-биохимичсекие
различия между С3- и С4-растениями.

У
большинства растений первым продуктом
фотосинтеза является фосфоглицериновая
кислота, содержащая 3 атома водорода.
Такие растения называются С3-растениями.
Однако уже давно было обнаружено, что
у некоторых растений первым продуктом
фотосинтеза являются органические
кислоты не с тремя, а с четырьмя атомами
углерода – щавелевоуксусная и яблочная
(малат). Такие растения называются
С4-растениями, к ним относятся многие
тропические и субтропические растения,
в т.ч. некоторые важные культурные виды
– сахарный тростник, просо, сорго и
кукуруза.

С4-растения
имеют характерную особенность в строении
листа: у них проводящие пучки окружены
2 кольцами клеток – внешним и внутренним.
Внешнее кольцо состоит из обычных клеток
мезофилла, а внутреннее – из 222b14hc
специализированных клеток, которые
называются клетками обкладки проводящего
пучка. Клетки обкладки похожи на клетки
мезофилла, но отличаются от них строением
хлоропластов: в их хлоропластах очень
слабо развита система внутренних мембран
и содержится очень мало хлорофилла,
поэтому хлоропласты клеток обкладки
бледно-зеленые. Такое строение листа у
С4-растений называется кранц-анатомией
(«кранц» в переводе означает корона или
ореол).

Биохимические
различия между С4- и С3-растениями.

Внешние
различия между С3- и С4-растениями
обусловлены тем, что у них фотосинтез
идет по-разному. У С3-растений в одном и
том же хлоропласте фиксируется СО₂,
образуется водород и АТФ, а затем в ходе
темновой фазы эти вещества используются
для синтеза органических веществ. У
С4-растений эти процессы разделены в
пространстве: АТФ, водород и СО₂ накапливаются
в хлоропластах клеток мезофилла, а
оттуда транспортируются в хлоропласты
клеток проводящего пучка, где из них
синтезируются органические вещества.
Такой транспорт называется путем
Хетча-Слека. У С4-растений между световой
и темновой фазами происходит еще 3 стадии
фотосинтеза.

Опишем в самых
кратких чертах методы определения
фотосинтеза. Эти методы могут быть
разбиты на две категории:

1. методы, связанные
с учетом органических продуктов
фотосин­теза;

2.газометрические
методы, учитывающие выделение кислорода
или поглощение углекислоты.

Как первые, так и
вторые могут быть качествен­ного,
сравнительного и количественного
характера. Из качественных мето­дов
мы уже знаем крахмальную пробу. Ее можно
произвести не только микроскопически,
но и макроскопически. Для этого берут
обескрахмаленный лист и выставляют его
на свет, закрывши часть листа темной
бумагой или станиолью. В тех местах,
которые не были закрыты бумагой,
образуется крахмал. Последнее легко
доказать, обесцвечивая лист спир­том
и действуя на него раствором йода в
йодистом калии.

Работа по методу
половинок возможна только с крупными
и симметричными листьями. От листа вдоль
по средней жилке срезается по­ловинка.
Из нее шаблоном вырезается определенная
площадь и высушивает­ся до сухого
веса при 105 °C. Вторая половинка листа
оставляется на расте­нии на свету в
течение нескольких часов. После этого
с нею поступают так же, как и с первой.
Кроме того, в опыте должен быть и второй
лист, у ко­торого оставляется на
несколько часов закрытая темной бумагой
половин­ка для учета оттока углеводов
из листа и его дыхания. Привес взятой
поло­винки первого листа с прибавленной
к нему убылью второй и даст нам ве­личину
фотосинтеза. Ее обычно вычисляют на 1
дм2 площади листа за один час.

Из методов, основанных
на изучении другой стороны фотосинтеза,
а имен­но учитывающих газообмен,
следует отметить качественный метод
учета выделившегося кислорода. Водное
расте­ние, например элодея, выставляется
на свет, и выделяющийся кислород
со­бирается в наполненную водой
пробирку (рис. 102). Когда кислорода
соби­рается достаточное количество,
вынимают пробирку и вносят в нее тлеющую
лучинку. Лучинка вспыхивает.

Сравнительный метод
счета пузырьков также прово­дится с
водным растением элодеей. Для этого
устанавливают ветку элодеи в пробирке
таким образом, чтобы ее конус нарастания
был обращен вниз, а срез стебля вверх.
Из среза стебля выделяются пузырьки
кислорода, число которых и подсчитывается
за одну минуту. Используя этот метод,
можно выяснить относительную интенсивность
процесса фотосинтеза в зависи­мости
от температуры и качества света.

Количественные
газометрические методы по учету
фотосинтеза много­образны. Остановимся
лишь на одном, который дает возможность
изучать процесс в естественной обстановке
(рис. 103). Не отрывая от растения лист,
его заключают в стеклянную камеру,
сквозь которую просасывается воздух
при помощи аспиратора. Воздух с оставшейся
после фотосинтеза углекис­лотой
проходит через специальную трубку с
налитым в нее раствором бари­та (едкий
барий), поглощающим оставшуюся углекислоту
воздуха. Перед входом в трубку небольшой
продырявленной пластинкой воздух
разбивает­ся на мелкие пузырьки,
которые, проходя через раствор барита,
отдают раст­вору находящуюся в них
углекислоту. После окончания опыта
раствор ба­рита титруют кислотой. Чем
больше поглотилось углекислого газа
зеленым листом, тем больше кислоты
пойдет на титрование, так как при этом
будет образовываться меньшее количество
углекислого бария. Параллельно ста­вится
вторая трубка, через которую пропускается
воздух, чтобы определить в нем содержание
углекислоты и выяснить количество
углекислоты, поглощенной зеленым листом.
Метод этот хорош тем, что дает возможность
определить фотосинтез в природной
обстановке при нормальном содержании
углекислоты в воздухе. Недостатком его
являются искусственные условия в камере,
приводящие нередко к перегреву листа.
При перегреве нормаль­ный ход
фотосинтеза изменяется, так как
интенсивность процесса при этом сильно
падает.

Разница между путями C3, C4 и CAM

• 2020

Усвоение углекислого газа из солнечного света для процесса фотосинтеза, а затем превращение его в глюкозу (энергию), синтезирующую различные продукты, является ключевым отличием между ними. Таким образом, во время фиксации CO2, когда фотосинтетические растения производят 3-фосфоглицериновую кислоту (PGA) или 3-углеродную кислоту в качестве первого продукта, это называется C3-путь .

Топ 5 направлений в …

Please enable JavaScript

Топ 5 направлений в Азии для цифровых кочевников

Но когда фотосинтезирующее растение, прежде чем идти по пути С3, производит щавелевоуксусную кислоту (ОАА) или 4 -углеродное соединение в качестве своего первого стабильного продукта, его называют С4 или путь Хэтча и Шлака . Но когда растения поглощают энергию солнечного света в дневное время и используют эту энергию для усвоения или фиксации углекислого газа в ночное время, это называется метаболизмом толстой кислоты или САМ .

За этими процедурами следуют растения, определенные виды бактерий и водорослей для производства энергии, независимо от среды их обитания. Синтез энергии с использованием углекислого газа и воды в качестве основного источника для получения питательных веществ из воздуха и воды называется фотосинтезом. Это основной процесс для живого существа, которое производит пищу самостоятельно

В этом материале мы рассмотрим существенное различие между тремя типами путей, по которым следуют растения, и несколькими микроорганизмами, и небольшое описание о них.

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	C3 путь	C4 путь	CAM
Определение	Такие растения, чей первый продукт после ассимиляции углерода от солнечного света — это 3-углеродная молекула или 3-фосфоглицериновая кислота для производство энергии называется растениями С3, а путь называется путём С3. Это чаще всего используется растениями.	Растения в тропической зоне преобразуют энергию солнечного света в молекулу углерода С4 или в щавелево-уксусную кислоту, что происходит до цикла С3 и затем он далее преобразуется в энергию, называется растениями С4, а путь называется путём С4. Это более эффективно, чем путь C3.	Растения, которые накапливают энергию от солнца, а затем преобразуют ее в энергию в течение ночи, следуют за CAM или crassulacean кислотой. метаболизм.
Клетки участвуют	Клетки мезофилла.	Мезофилловая клетка, пучки оболочек клеток.	И С3, и С4 в одних и тех же клетках мезофилла.
пример	Подсолнечник, шпинат, фасоль, рис, хлопок.	Сахарный тростник, сорго и кукуруза.	Кактусы, орхидеи.
Можно увидеть в	Все фотосинтезирующие растения.	В тропических растениях	Полузасушливое состояние.
Типы растений, использующих этот цикл	Мезофитный, гидрофитный, ксерофитный.	Мезофильных.	Ксерофитные.
Фотодыхание	Присутствует в высоком темпе.	Не легко обнаружить.	Обнаруживается днем.
Для производства глюкозы	Требуется 12 NADPH и 18 ATP.	Требуется 12 NADPH и 30 ATP.	Требуется 12 NADPH и 39 ATP.
Первый стабильный продукт	3-фосфоглицерат (3-PGA).	Оксалоацетат (ОАА).	Оксалоацетат (ОАА) ночью, 3 ПГА в дневное время.
Кальвин циклоператор	В одиночестве.	Наряду с циклом Хэтча и Слэка.	С3 и хэтч и слабый цикл.
Оптимальная температура для фотосинтеза	15-25 ° C	30-40 ° С	> 40 градусов ° C
Карбоксилирующий фермент	RuBP карбоксилаза.	В мезофилле: PEP карбоксилаза. В связке оболочка: RuBP карбоксилаза.	В темноте: ПКП-карбоксилаза. В свете: RUBP карбоксилаза.
Соотношение CO2: ATP: NADPh3	1: 3: 2	1: 5: 2	1: 6, 5: 2
Начальный акцептор СО2	Рибулозо-1, 5-biphophate (RuBP).	Фосфоенолпируват (ПКП).	Фосфоенолпируват (ПКП).
Анатомия Кранца	Отсутствует.	Настоящее время.	Отсутствует.
Точка компенсации CO2 (промилле)	30-70.	6-10.	0-5 в темноте.

Определение пути С3 или цикла Кальвина.

Растения С3 известны как растения холодного сезона или умеренные . Они лучше всего растут при оптимальной температуре от 65 до 75 ° F с температурой почвы, подходящей на уровне 40-45 ° F. Эти типы растений демонстрируют меньшую эффективность при высокой температуре .

Основным продуктом растений C3 является 3-углеродная кислота или 3-фосфоглицериновая кислота (PGA) . Это считается первым продуктом при фиксации углекислого газа. Путь C3 проходит в три этапа: карбоксилирование, восстановление и регенерация.

Растения С3 превращаются в СО2 непосредственно в хлоропласте. С помощью рибулозобифосфаткарбоксилазы (RuBPcase) получают две молекулы 3-углеродной кислоты или 3-фосфоглицериновой кислоты . Этот 3-фосфоглицерик оправдывает название пути как C3.

На другом этапе NADPH и ATP фосфорилируют с получением 3-PGA и глюкозы. И затем цикл снова начинается с регенерации RuBP.

Путь C3 является одностадийным процессом, происходящим в хлоропласте. Эта органелла действует как хранилище солнечной энергии. Из общего количества растений, присутствующих на земле, 85 процентов используют этот путь для производства энергии.

Растения С3 могут быть многолетними или однолетними. Они очень белковые, чем растения C4. Примерами однолетних растений С3 являются пшеница, овес и рожь, а многолетние растения включают в себя феску, райграс и фруктовый сад. Растения С3 содержат больше белка, чем растения С4.

Определение пути С4 или пути Люка и Слака.

Растения, особенно в тропическом регионе, следуют по этому пути. Перед циклом Calvin или C3 некоторые растения следуют по пути C4 или Hatch and Slack. Это двухстадийный процесс, в котором получают щавелевоуксусную кислоту (ОАА), которая представляет собой 4-углеродное соединение . Это происходит в клетках оболочки мезофилла и связки, присутствующих в хлоропласте.

Когда 4-углеродное соединение произведено, оно отправляется в ячейку оболочки пучка, здесь молекула 4-углерода дополнительно расщепляется на диоксид углерода и соединение 3-кабона. В конце концов, путь C3 начинает генерировать энергию, где 3-углеродное соединение выступает в качестве предшественника.

Растения С4 также известны как теплые или тропические растения . Они могут быть многолетними или однолетними. Идеальная температура для этих растений — 90-95 ° F. Растения С4 гораздо эффективнее используют азот и собирают углекислый газ из почвы и атмосферы. Содержание белка низкое по сравнению с растениями С3.

Эти растения получили свое название от продукта под названием оксалоацетат, который является 4-угольной кислотой. Примерами многолетних растений C4 являются индийская трава, бермудские острова, просевная трава, крупный синий, а однолетние растения C4 — это суданга, кукуруза, жемчужное просо.

Определение растений CAM

Примечательное замечание, которое отличает этот процесс от вышеупомянутых двух, заключается в том, что при этом типе фотосинтеза организм поглощает энергию солнечного света в дневное время и использует эту энергию в ночное время для ассимиляции углекислого газа.

Это своего рода адаптация во время периодической засухи. Этот процесс допускает обмен газами в ночное время, когда температура воздуха ниже, и происходит потеря водяного пара.

Около 10% сосудистых растений адаптированы к фотосинтезу САМ, но в основном обнаруживаются у растений, выращенных в засушливых районах. Растения, такие как кактус и молочай, являются примерами. Даже орхидеи и бромелии приспособили этот путь из-за нерегулярного водоснабжения.

В дневное время малат декарбоксилируется для обеспечения CO2 для фиксации цикла Бенсона-Кальвина в закрытых устьицах. Главной особенностью растений CAM является ассимиляция ночью CO2 в яблочную кислоту, хранящуюся в вакуоле. PEP карбоксилаза играет основную роль в производстве малата.

Выше мы обсудим процедуру получения энергии этих различных типов, ниже мы обсудим ключевые различия между тремя:

1. Путь C3 или растения C3 можно определить как те виды растений, у которых первым продуктом после ассимиляции углерода от солнечного света является 3-углеродная молекула или 3-фосфоглицериновая кислота для производства энергии. Это наиболее часто используется растениями; В то время как растения в тропической зоне преобразуют энергию солнечного света в молекулу углерода С4 или щавелевоуксусную кислоту, этот цикл происходит до цикла С3, а затем с помощью ферментов он осуществляет дальнейший процесс получения питательных веществ, называется растениями С4, а путь называется как путь С4. Этот путь более эффективен, чем путь C3. С другой стороны, растения, которые накапливают энергию солнца в дневное время, а затем преобразуют ее в энергию ночью, следуют за метаболизмом CAM или crassulacean кислотой .
2. Клетки, участвующие в пути C3, представляют собой клетки мезофилла, а клетки, участвующие в пути C4, представляют собой клетки мезофилла, клетки оболочки пучка, но CAM следует за C3 и C4 в одних и тех же клетках мезофилла.
3. Примером С3 являются Подсолнечник, Шпинат, Бобы, Рис, Хлопок, тогда как примером растений С4 является Сахарный тростник, Сорго и Кукуруза, а Кактусы, орхидеи, являются примерами растений САМ.
4. C3 можно увидеть во всех фотосинтезирующих растениях, в то время как за C4 следуют тропические растения, а CAM — полузасушливые растения.
5. Типы растений, использующих цикл C3, являются мезофитными, гидрофитными, ксерофитными, но C4 следует за мезофитными растениями, а Xerophytic следует за CAM.
6. Фотодыхание присутствует с большей скоростью, но его трудно обнаружить в C4 и CAM.
7. 12 NADPH и 18 ATP в цикле C3; 12 НАДФН и 30 АТФ в С4 и 12 НАДФН и 39 АТФ необходимы для производства глюкозы.
8. 3-фосфоглицерат (3-PGA) является первым стабильным продуктом пути C3; Оксалоацетат (ОАА) для пути С4 и Оксалоацетат (ОАА) ночью, 3 PGA в дневное время в САМ.
9. Оптимальная температура для фотосинтеза в С3 составляет 15-25 ° С; 30-40 ° C в растениях C4 и> 40 ° C в CAM
10. Карбоксилирующий фермент представляет собой RuBP-карбоксилазу в растениях C3, но в растениях C4 это PEP-карбоксилаза (в мезофилле) и RuBP-карбоксилазу (в оболочке пучка), тогда как в CAM это PEP-карбоксилаза (в темноте) и RuBP-карбоксилаза (в свете).
11. Соотношение CO2: ATP: NADPh3 1: 3: 2 в C3, 1: 5: 2 в C4 и 1: 6, 5: 2 в CAM.
12. Исходным акцептором CO2 является рибулозо-1, 5-бифосфат (RuBP) в пути C3 и фосфоенолпируват (PEP) в C4 и CAM.
13. Анатомия Кранца присутствует только в пути С4 и отсутствует у растений С3 и САМ.
14. Точка компенсации CO2 (ppm) составляет 30-70 для установки C3; 6-10 в C4 растениях и 0-5 в темноте в CAM.

Вывод

Мы все знаем о том, что растения готовят пищу в процессе фотосинтеза. Они превращают атмосферный углекислый газ в растительную пищу или энергию (глюкозу). Но поскольку растения растут в разных местах обитания, они имеют разные атмосферные и климатические условия; они отличаются в процессе получения энергии.

Как и в случае, когда пути C4 и CAM являются двумя адаптациями, возникшими в результате естественного отбора, для выживания растений с высокой температурой и засушливой области. Таким образом, мы можем сказать, что это три различных биохимических метода растений для получения энергии, и C3 является наиболее распространенным среди них.

Разница между растениями С3 и С4

18 марта 2020 г.

Разница между растениями С3 и С4

Фотосинтез — это процесс, с помощью которого растения превращают свет, углекислый газ и воду в сахара, стимулирующие рост растений, с помощью основного фотосинтетического фермента Rubisco.

Большинство видов растений на Земле используют фотосинтез С3, при котором первое образующееся углеродное соединение содержит три атома углерода. В этом процессе углекислый газ попадает в растение через его устьица (микропоры на листьях растений), где в ходе серии сложных реакций фермент Рубиско фиксирует углерод в сахар посредством цикла Кальвина-Бенсона. Однако два ключевых ограничения замедляют фотосинтез.

1. Rubisco стремится фиксировать углекислый газ, но также может фиксировать молекулы кислорода, что создает токсичное двухуглеродное соединение. Rubisco фиксирует кислород примерно в 20 процентах случаев, инициируя процесс, называемый фотодыханием, который перерабатывает токсичное соединение. Фотодыхание требует от растений энергии, которую они могли бы использовать для фотосинтеза.
2. Когда устьица открыты, чтобы впустить углекислый газ, они также выпускают водяной пар, оставляя растения C3 в невыгодном положении в условиях засухи и высоких температур.

Однако растения развили другую форму фотосинтеза, чтобы уменьшить эти потери в жарких и сухих условиях. При фотосинтезе C4, где образуется четырехуглеродное соединение, уникальная анатомия листа позволяет углекислому газу концентрироваться в клетках «оболочки пучка» вокруг Rubisco. Эта структура доставляет углекислый газ прямо к Рубиско, эффективно устраняя его контакт с кислородом и необходимость фотодыхания. Более того, эта адаптация позволяет растениям удерживать воду благодаря способности продолжать фиксировать углерод, пока устьица закрыты.

Растения С4, включая кукурузу, сахарный тростник и сорго, избегают фотодыхания за счет использования другого фермента, называемого ФЕП, на первом этапе фиксации углерода. Этот этап происходит в клетках мезофилла, расположенных вблизи устьиц, где в растение поступают углекислый газ и кислород. PEP больше притягивается к молекулам углекислого газа и, следовательно, с меньшей вероятностью будет реагировать с молекулами кислорода. PEP связывает углекислый газ в четырехуглеродную молекулу, называемую малатом, которая транспортируется в более глубокие клетки оболочки пучка, содержащие Rubisco. Затем малат расщепляется на соединение, которое перерабатывается обратно в PEP и углекислый газ, который Rubisco связывает в сахара, не прибегая к молекулам кислорода, которыми изобилуют клетки мезофилла.

Источник иллюстрации

Растения С3 не имеют ни анатомической структуры (отсутствие клеток оболочки пучка), ни изобилия ФЕП-карбоксилазы, чтобы избежать фотодыхания, как у растений С4. Одним из направлений проекта RIPE является создание более эффективного пути фотодыхания для повышения продуктивности культур C3.

Проект RIPE также работает над улучшением фотосинтеза культур C3, чтобы обеспечить большую продовольственную безопасность при будущих климатических сценариях. Растения C3 ограничены по углекислому газу и могут выиграть от повышения уровня углекислого газа в атмосфере в результате климатического кризиса. Однако это преимущество может быть нивелировано одновременным повышением температуры, которое может вызвать устьичный стресс.

Растения C3 являются одними из самых важных источников калорий во всем мире: вигна, маниока, соя и рис. Регионы, в которых выращивают эти культуры, часто бывают жаркими и сухими, а это означает, что они могут извлечь выгоду из энергосберегающих механизмов фотосинтеза C4. В то время как фотосинтез C3 имеет больше возможностей для улучшения, наши компьютерные модели предполагают, что мы можем улучшить оба типа фотосинтеза, чтобы увеличить урожайность.

Автор: Кэтрин Мичем-Хенсолд || Отредактировано: Аманда Нгуен

Растения С3, С4 и САМ – сравнительная таблица

С3, С4 и САМ – это три разных процесса, которые растения используют для фиксации углерода в процессе фотосинтеза. Фиксация углерода — это способ, с помощью которого растения удаляют углерод из атмосферного углекислого газа и превращают его в органические молекулы, такие как углеводы.

Сравнительная таблица

C3 Растения

Путь C3 получил свое название от первой молекулы, образующейся в цикле (молекула с 3 атомами углерода), называемой 3-фосфоглицериновой кислотой. Около 85% растений на Земле используют путь С3 для связывания углерода посредством цикла Кальвина. Во время одностадийного процесса фермент RuBisCO (рибулозобисфосфаткарбоксилаза/оксигеназа) вызывает реакцию окисления, в которой часть энергии, используемой в фотосинтезе, теряется в процессе, известном как фотодыхание. В результате примерно на 25% снижается количество углерода, который фиксируется растением и выбрасывается обратно в атмосферу в виде углекислого газа. Пути фиксации углерода, используемые растениями C4 и CAM, дополнены этапами, помогающими сконцентрироваться и уменьшить потерю углерода во время процесса. Некоторые распространенные виды растений C3 — это шпинат, арахис, хлопок, пшеница, рис, ячмень и большинство деревьев и трав.

На изображении выше показан путь фиксации углерода C3, также известный как цикл Кальвина, с использованием моих многих видов растений.

Растения С4

Процесс С4 также известен как путь Хэтча-Слака и назван в честь образующихся 4-углеродных промежуточных молекул, яблочной кислоты или аспарагиновой кислоты. Только в 1960-х годах ученые обнаружили путь С4 при изучении сахарного тростника. C4 имеет один шаг в пути перед циклом Кальвина, который уменьшает количество углерода, теряемого в общем процессе. Углекислый газ, который поглощается растением, перемещается в клетки оболочки молекулами яблочной кислоты или аспарагиновой кислоты (в этот момент эти молекулы называются малат и аспартат). Содержание кислорода внутри клеток оболочки пучка очень низкое, поэтому ферменты RuBisCO с меньшей вероятностью катализируют реакции окисления и отбрасывают молекулы углерода. Молекулы малата и аспартата выделяют углекислый газ в хлоропластах клеток оболочки пучка, и начинается цикл Кальвина. Клетки оболочки пучков являются частью анатомии листьев Кранца, характерной для растений С4.

Около 3% или 7600 видов растений используют путь С4, около 85% из которых составляют покрытосеменные (цветковые растения). Растения C4 включают кукурузу, сахарный тростник, просо, сорго, ананас, маргаритки и капусту.

На изображении выше показан путь фиксации углерода C4.

Растения САМ

Растения, использующие метаболизм толстянковых кислот, также известные как растения САМ, представляют собой суккуленты, которые эффективно накапливают воду из-за сухого и засушливого климата, в котором они живут. Слово толстянковые происходит от латинского слова crassus, что означает « толстый.» На Земле насчитывается более 16 000 видов САМ-растений, включая кактусы, очитки, нефриты, орхидеи и агавы. Сочные растения, такие как кактусы, имеют толстые и полные влаги листья, а также могут иметь восковое покрытие для уменьшения испарения.

Растения САМ держат устьица закрытыми в течение дня, чтобы предотвратить потерю воды. Вместо этого устьица открываются ночью, чтобы поглощать углекислый газ из атмосферы. Углекислый газ превращается в молекулу под названием малат, которая сохраняется до тех пор, пока не вернется дневной свет и не начнется фотосинтез в рамках цикла Кальвина.

На изображении выше показан путь фиксации углерода САМ, используемый растениями, которые живут в сухих и засушливых условиях.