Forskjellen mellom C3 og C4 syklus
Share
Hovedforskjell - C3 vs C4 Cycle
C3 og C4 syklus er to typer sykliske reaksjoner som forekommer som den mørke reaksjonen av fotosyntesen. Fotosyntese er produksjon av enkle organiske molekyler, glukose fra uorganiske molekyler, karbondioksid og vann, ved bruk av sollys som energikilde. Under fotosyntesen følges lysreaksjonen av den mørke reaksjonen. C3 syklus er også kalt Calvin syklus, mens C4 syklusen kalles Hatch-Slack syklus. De hovedforskjell mellom C3 og C4 syklus er den første stabile forbindelsen produsert av disse reaksjonene; den første stabile forbindelsen produsert i C3 syklusen er en tre karbonforbindelse kalt 3-fosfoglycerinsyre (PGA) mens den første stabile forbindelsen produsert i C4-syklusen er en fire karbonforbindelse kalt oksaloeddiksyre (OAA).
Denne artikkelen utforsker,
1. Hva er C3 Cycle
- Egenskaper, Prosess, Funksjon
2. Hva er C4 Cycle
- Egenskaper, Prosess, Funksjon
3. Hva er forskjellen mellom C3 og C4 Cycle
Hva er C3 Cycle
C3 syklus er en av de to reaksjonsveiene som kan oppstå i den mørke reaksjonen av fotosyntese. Det forekommer i alle planter. Tre trinn observeres i C3 syklus. I løpet av det første trinnet blir karbondioksid festet til ribulose-1,5-bisfosfat, som danner en ustabil seks karbonforbindelse, som deretter hydrolyseres i tre karbonforbindelser, 3-fosfoglyserat. Kullsyrefiksering katalyseres av enzymet rubisco, som finnes i stromaloverflaten av thylakoidmembranen i kloroplast. Fiksering av karbondioksid er hastighetsbegrensende trinn i C3-syklusen. På grunn av enzymets katalytiske ufullkommenhet, reagerer enzymet med molekylært oksygen ved en prosess som kalles fotorespirasjon. To molekyler 3-fosfoglyserat dannes ved det første trinnet i C3 syklusen per en enkelt karbondioksydfiksering. Under det andre trinnet reduseres en molekyl av 3-fosfoglyserat, som danner tre typer heksosfosfater: fruktose 6-fosfat, glukose 6-fosfat og glukose 1-fosfat. Resterende 3-fosfoglyserat resirkuleres, som danner ribulose 1, 5-bisfosfat. C3 syklusen er vist i Figur 1.
Figur 1: C3 Cycle
Hva er C4 Cycle
C4 syklus er den andre reaksjonsveien som forekommer i den mørke reaksjonen av fotosyntese. Planter, som vokser i varme og tørre omgivelser som sukkerrør, mais og crabgrass, bruker C4-vei under fotosyntese. Gassutvekslingstomata porene holdes mesteparten av dagen i disse plantene for å redusere for mye fuktighet i tørre og varme forhold. Dermed reduseres karbondioksidkonsentrasjonen inne i planteblader også ved fremgangen av C3-syklusen. Når karbondioksidkonsentrasjonen er lav, økes fotorespirasjonen, og reduserer effektiviteten av fotosyntese. For å øke effektiviteten av fotosyntese under tørre og varme forhold, utfører disse C4-plantene C4-syklusen.
To typer celler er involvert i C4 Cycle: mesophyll celler og buntskjede celler. Vaskulær vev av bladet er omgitt av buntskjede celler. Strukturen av bladet av C4 planter er beskrevet av Kranz anatomi. Fosfoenolpyruvat reagerer med karbondioksid i mesofyllcellene, og danner oksaloacetat, som er en fire karbonforbindelse. Reaksjonen katalyseres av fosfoenolpyruvatkarboksylenzym, som er ufølsom for oksygen. Oksaloacetat blir deretter redusert til malat, som overføres til buntskjedeceller. I buntskjedecellene dekarboksyleres malat ved å fjerne karbondioksidet, inn i C3-syklusen. C4-syklusen er vist i figur 2.
Figur 2: C4 Cycle
Forskjellen mellom C3 og C4 syklus
Første Stabil Forbindelse
C3 syklus: Den første stabile forbindelsen produsert i C3-syklusen er en tre-karbonforbindelse kalt 3-fosfoglycerinsyre.
C4 syklus: Den første stabile forbindelsen produsert i C4-syklusen er en fire karbonforbindelse som kalles oksaloeddiksyre.
Første observasjon
C3 syklus: C3 syklus ble først observert av Melvin Calvin.
C4 syklus: C4 syklus ble først observert av Hatch and Slack.
Alternative navn
C3 syklus: C3 syklus kalles Calvin syklus.
C4 syklus: C4 syklus kalles luke-slakk syklus.
Tilstedeværelse
C3 syklus: C3 syklus er funnet i alle planter.
C4 syklus: C4 syklus er bare funnet i C4 planter som sorghum og mais.
Primary Carbon Dioxide Acceptor
C3 syklus: Den primære karbondioksid-akseptoren er en fem karbonforbindelse, Ribulose bi fosfat (RUBP).
C4 syklus: Den primære karbondioksid-akseptoren er en tre karbonforbindelse, fosfoenolpyruvinsyre (PEP).
Karboksylenzym
C3 syklus: Karboxylase enzymet er Rubisco i C3 planter.
C4 syklus: Karboksylaseenzymer er PEP-karboksylase og Rubisco.
Carbon Fixation
C3 syklus: En enkelt karbonfiksering skjer i C3 syklus.
C4 syklus: Doble karbonfikseringer forekommer i C4 syklus.
Effektivitet i karbonfiksering
C3 syklus: Carbon fiksering er mindre effektiv og sakte i C3 syklus.
C4 syklus: Carbon fiksering er mer effektiv og rask i C4 syklus.
Krav til karbonfiksering
C3 syklus: Fiksering av et enkelt karbonmolekyl krever 3 ATP og 2 NADH.
C4 syklus: Fiksering av en enkelt karbonfiksering krever 5 ATP og 3 NADH.
Typer av kloroplaster
C3 syklus: Granulære kloroplaster er involvert i C3 syklusen.
C4 syklus: Granulære og agranulære kloroplaster er involvert i C4-syklusen.
Kranz Anatomy In Leaves
C3 syklus: Kranz anatomi er fraværende i blader av C3 planter.
C4 syklus: Kranz anatomi er tilstede i blader av C4 planter.
celler
C3 syklus: C3 syklus utføres av mesofyll celler.
C4 syklus: C4 syklus utføres av begge mesofyllceller og buntskjedeceller.
Optimal temperatur
C3 syklus: Den optimale temperaturen til C3-syklusen er 20-25 grader Celsius.
C4 syklus: Den optimale temperaturen i C4-syklusen er 30-45 grader Celsius.
Ved svært lave karbondioksidkoncentrasjoner
C3 syklus: C3 syklusen kan ikke fortsette med meget lave karbondioksidkoncentrasjoner.
C4 syklus: C4 syklusen kan fortsette med meget lave karbondioksid konsentrasjoner.
Effekt av oksygen
C3 syklus: C3 syklus er hemmet av oksygen.
C4 syklus: Ingen hemming av c4 syklusen observeres med C4 syklus.
sollys
C3 syklus: C3 syklus kan være mettet med sollys.
C4 syklus: C4 syklusen er ikke mettet med sollys.
fotorespirasjon
C3 syklus: Betraktelig mengde fotorespirasjon observeres i C3 syklus.
C4 syklus: Ubetydelig mengde fotorespirasjon observeres i C4 syklus.
Konklusjon
C3 og C4 syklus er de to typer mørke reaksjoner som oppstår under fotosyntese. C3 syklus oppstår i alle planter ved 20-25 grader Celsius, mens C4 syklusen forekommer bare i C4 planter ved 30-45 grader Celsius. Under C3-syklusen observeres en enkelt karbonfikseringshendelse mens i løpet av C4-syklusen observeres to karbonfikseringshendelser. Fotorespirasjon oppstår i løpet av C3-syklusen, men ubetydelige mengder fotorespirasjon oppstår i løpet av C4-syklusen. Effektiviteten til C3 syklusen er lav sammenlignet med effektiviteten av C4 syklusen. Hovedforskjellen mellom C3 og C4 syklus er antall karboner i den første stabile forbindelsen produsert i hver syklus.
Henvisning:
1. Berg, Jeremy M. "Calvinsyklusen syntetiserer hexoser fra karbondioksid og vann." Biokjemi. 5. utgave. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1970. Web. 16. april 2017.
2. Lodish, Harvey. "CO2-metabolisme under fotosyntese." Molecular Cell Biology. 4. utgave. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1970. Web. 16
Bilde Courtesy:
1. "Calvin-cycle4" Av Mike Jones - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "HatchSlackpathway2" Av HatchSlackpathway.svg: * HatchSlackpathway.png: Adenosin derivater arbeid: Jamousederivative arbeid: Adenosine (talk) - HatchSlackpathway.svg (CC BY-SA 2.5) via Commons Wikimedia
