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C3, C4 및 CAM 경로의 차이점

광합성의 과정에서 다른 생성물을 합성 하는 포도당 (에너지)으로 변환하는 과정에서 햇빛으로부터 이산화탄소 를 동화하는 것이이 세 가지의 주요 차이점입니다. 따라서 CO2 고정 동안, 광합성 식물이 첫 번째 생성물로서 3- 포스 포 글리세린 산 (PGA) 또는 3- 탄소 산을 생성 할 때이를 C3 경로 라고 합니다 .

그러나 광합성 식물이 C3 경로로 가기 전에 옥 살로 아세트산 (OAA) 또는 4- 탄소 화합물을 생산할 때 첫 번째 안정한 생성물을 C4 또는 해치 및 슬랙 경로라고 합니다. 그러나 식물이 낮에 햇빛의 에너지를 흡수하고 밤에 이산화탄소를 동화 시키거나 고정시키기 위해이 에너지를 사용하는 것을 크라 술라 산 대사 또는 CAM이라고 합니다.

이 절차 다음에는 서식지와 무관하게 에너지 생산을위한 식물, 특정 종의 박테리아 및 조류가 뒤 따릅니다. 공기와 물에서 영양분을 얻는 주요 원천으로 이산화탄소와 물을 사용하는 에너지 합성을 광합성이라고합니다. 이것은 스스로 음식을 생산하는 생명체의 주요 과정입니다

이 내용에서 우리는 식물과 미생물이 거의없는 세 가지 유형의 경로와 그에 대한 작은 설명 사이의 본질적인 차이점을 고려할 것입니다.

비교 차트

비교 근거C3 경로C4 경로
정의햇빛으로부터의 탄소 동화 후의 첫 번째 생성물이 3- 탄소 분자 또는 3- 포스 포 글리 세르 산인 식물
에너지 생산을 C3 플랜트라고하며 경로를 C3 경로라고합니다. 식물에서 가장 일반적으로 사용됩니다.
열대 지역의 식물은 햇빛 에너지를 C4주기 전에 일어나는 C4 탄소 분자 또는 옥 살로 아세트산으로 변환합니다.
그런 다음 에너지로 전환하고 C4 식물이라고하며 경로를 C4 경로라고합니다. 이것은 C3 경로보다 더 효율적입니다.
태양으로부터 에너지를 저장 한 다음 밤 동안 에너지로 변환하는 식물은 CAM 또는 크라 술라 산을 따릅니다.
대사.
관련된 세포중배엽 세포.Mesophyll 세포, 번들 칼집 세포.동일한 mesophyll 세포에서 C3과 C4.
해바라기, 시금치, 콩, 쌀, 면화.사탕 수수, 사탕 수수 및 옥수수.선인장, 난초.
에서 볼 수 있습니다모든 광합성 식물.열대 식물에서반 건조 조건.
이주기를 사용하는 식물의 종류Mesophytic, hydrophytic, xerophytic.mesophytic.건생 식물.
광호흡높은 비율로 제공됩니다.쉽게 감지 할 수 없습니다.오후에 감지 할 수 있습니다.
포도당 생산12 개의 NADPH 및 18 개의 ATP가 필요합니다.12 개의 NADPH 및 30 개의 ATP가 필요합니다.NADPH 12 개와 ATP 39 개가 필요합니다.
최초의 안정적인 제품3- 포스 포 글리세 레이트 (3-PGA).옥 살로 아세테이트 (OAA).밤에는 OAA (Oxaloacetate), 낮에는 3 PGA입니다.
캘빈 사이클 요원혼자.해치 및 슬랙 사이클과 함께.C3 및 해치 및 슬랙 사이클.
광합성을위한 최적 온도15-25 ° C30-40 ° C> 40도 ° C
카르 복 실화 효소RuBP 카르 복실 라제.mesophyll : PEP 카르 복실 라제.
번들 외피 : RuBP 카르 복실 라제.
어둠 속에서 : PEP 카르 복실 라제.
빛 : RUBP 카르 복실 라제.
이산화탄소 : ATP : NADPH2 비율1 : 3 : 21 : 5 : 21 : 6.5 : 2
초기 이산화탄소 수용기리불 로스 -1, 5- 바이 포스페이트 (RuBP).포스 포에 놀 피루 베이트 (PEP).포스 포에 놀 피루 베이트 (PEP).
크란츠 해부결석.선물.결석.
이산화탄소 보상 점 (ppm)30-70.6-10.어둠 속에서 0-5.

C3 경로 또는 캘빈 사이클의 정의.

C3 식물은 시원한 계절 또는 온화한 식물 로 알려져 있습니다 . 토양 온도가 40-45 ° F 인 65-75 ° F 사이의 최적 온도에서 가장 잘 자랍니다. 이러한 유형의 식물은 고온에서 효율이 낮습니다 .

C3 식물의 주요 생성물은 3- 카르 복실 산 또는 3- 포스 포 글리 세르 산 (PGA) 이다. 이것은 이산화탄소 고정 중 첫 번째 제품으로 간주됩니다. C3 경로는 카르 복 실화, 환원 및 재생의 세 단계로 완료됩니다.

C3 식물은 엽록체에서 직접 CO2로 환원됩니다. 리보 로스 바이 포스페이트 카르 복실 라제 (RuBPcase) 의 도움으로 3- 탄소 산 또는 3- 포스 포 글리세 산 의 두 분자가 생성됩니다. 이 3- 포스 포 글리세린은 경로의 이름을 C3으로 정당화합니다.

다른 단계에서, NADPH 및 ATP는 포스 포 릴레이 트되어 3-PGA 및 글루코스를 제공한다. 그런 다음 RuBP를 재생성하여 사이클이 다시 시작됩니다.

C3 경로는 단일 단계 공정이며 엽록체에서 발생합니다. 이 소기관은 햇빛 에너지의 저장 역할을합니다. 지구상에 존재하는 전체 식물 중 85 % 가 에너지 생산에이 경로를 사용합니다.

C3 식물은 다년생 또는 연간 일 수있다. 그들은 C4 식물보다 단백질 함량이 높습니다. 연간 C3 식물의 예는 밀, 귀리 및 호밀이며, 페레 니아 식물은 페스 큐, 라이 그라스 및 과수원을 포함한다. C3 식물은 C4 식물보다 더 많은 양의 단백질을 제공합니다.

C4 경로 또는 해치 및 슬랙 경로의 정의.

특히 열대 지역의 식물은이 경로를 따릅니다. 캘빈 또는 C3주기 전에 일부 식물은 C4 또는 해치 및 슬랙 경로를 따릅니다. 4- 탄소 화합물 인 옥 살로 아세트산 (OAA)이 생성되는 2 단계 공정입니다. 엽록체에 존재하는 mesophyll과 번들 칼집 세포에서 발생합니다.

4- 탄소 화합물이 생성 될 때, 이는 다발 시스 셀로 보내지고, 여기서 4- 탄소 분자는 이산화탄소 및 3- 카본 화합물로 더 분할된다. 결국, C3 경로는 3- 탄소 화합물이 전구체로서 작용하는 에너지를 생성하기 시작한다.

C4 식물은 또한 따뜻한 계절 또는 열대 식물 로 알려져 있습니다 . 이 식물은 다년생 또는 연간 일 수 있습니다.이 식물의 성장 온도는 90-95 ° F 입니다. C4 공장은 토양과 대기에서 질소를 사용하고 이산화탄소를 모으는 데 훨씬 더 효율적 입니다. C3 식물에 비해 단백질 함량이 낮습니다.

이 식물들은 4 개의 산인 옥 살로 아세테이트 (oxaloacetate)라고 불리는 제품에서 이름을 얻었습니다. 다년생 C4 식물의 예는 인디언 잔디, 버뮤다 그라스, 스위치 그래스, 큰 푸른 줄기이며 연간 C4 식물의 예는 수단 그라스, 옥수수, 진주 기장입니다.

CAM 식물의 정의

이 과정을 위의 두 가지와 구별하는 주목할만한 설명은 이러한 유형의 광합성에서 유기체는 낮에 햇빛으로부터 에너지를 흡수하고 밤에는 이산화탄소의 동화를 위해이 에너지를 사용한다는 것입니다.

주기적 가뭄 당시에는 일종의 적응 입니다. 이 과정은 대기 온도가 더 차가워지고 수증기가 손실되는 야간에 가스 교환을 허용합니다.

혈관 식물의10 %가 CAM 광합성을 조정했지만 주로 건조한 지역에서 자란 식물에서 발견됩니다. 선인장과 행복감과 같은 식물이 그 예입니다. 난초와 브로 멜리아도 불규칙한 물 공급으로 인해이 경로를 조정했습니다.

낮에는, 말 레이트 가 탈 카복실 화되어 폐쇄 된 기공에서 벤슨-캘빈 사이클의 고정을위한 CO2를 제공한다. CAM 식물의 주요 특징은 밤에 이산화탄소를 말산 으로 동화시켜 액포에 저장하는 것입니다. PEP 카르 복실 라제는 말 레이트 생산에 주요한 역할을합니다.

C3, C4 및 CAM 플랜트의 주요 차이점.

위에서 우리는 이러한 다른 유형의 에너지를 얻는 절차에 대해 논의하고 아래에서 세 가지의 주요 차이점에 대해 논의합니다.

  1. C3 경로 또는 C3 식물 은 햇빛으로부터의 탄소 동화 후 첫 번째 생성물이 에너지 생산을위한 3- 탄소 분자 또는 3- 포스 포 글리 세르 산인 종류의 식물로 정의 될 수있다. 식물에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 열대 지역의 식물 은 햇빛 에너지를 C4 탄소 분자 또는 옥 살로 아세트산으로 변환하지만, 이주기는 C3주기 전에 발생하며 효소의 도움으로 영양소를 얻는 추가 과정을 수행하며, 이를 C4 식물이라고하며 경로는 C4 경로로. 이 경로는 C3 경로보다 효율적입니다. 반면, 낮에는 태양으로부터 에너지를 저장 한 다음 밤에 에너지로 변환하는 식물은 CAM 또는 craslacean acid 대사를 따릅니다.
  2. C3 경로에 관여 하는 세포는 mesophyll 세포이고 C4 경로의 세포는 mesophyll 세포, 번들 칼집 세포이지만 CAM은 동일한 mesophyll 세포에서 C3과 C4를 모두 따릅니다.
  3. C3 의 예 는 해바라기, 시금치, 콩, 쌀, 면이며, C4 식물의 예는 사탕 수수, 수수 및 옥수수이며, 선인장은 난초가 CAM 식물의 예입니다.
  4. C3는 모든 광합성 식물에서 수 있지만 C4는 열대 식물과 CAM은 반 건조 조건 식물입니다.
  5. C3주기를 사용 하는 식물의 유형 은 mesophytic, hydrophytic, xerophytic이지만 C4는 mesophytic 식물에서 따르고 Xerophytic은 CAM을 따릅니다.
  6. 광호흡 은 C4 및 CAM에서 쉽게 감지 할 수 없지만 더 높은 속도로 존재합니다.
  7. C3 사이클에서 12 개의 NADPH 및 18 개의 ATP; 포도당 생산에는 C4 및 12 NADPH 및 39 ATP에서 12 NADPH 및 30 ATP가 필요합니다 .
  8. 3- 포스 포 글리세 레이트 (3-PGA)는 C3 경로의 첫번째 안정한 생성물 이고; C4 경로에 대한 옥 살로 아세테이트 (OAA) 및 밤에 옥 살로 아세테이트 (OAA), CAM에서 낮에 3 PGA.
  9. C3에서의 광합성에 대한 최적 온도 는 15-25 ℃이고; C4 플랜트에서 30-40 ° C 및 CAM에서> 40 ° C
  10. 카르 복 실화 효소 는 C3 식물에서 RuBP 카르 복실 라제이지만, C4 식물에서는 PEP 카르 복실 라제 (mesophyll)와 RuBP 카르 복실 라제 (bundle sheath)이며 CAM에서는 PEP 카르 복실 라제 (dark)와 RuBP carboxylase (light)입니다.
  11. CO2 : ATP : NADPH2 비율 C3에서 1 : 3 : 2, C4에서 1 : 5 : 2 및 CAM에서 1 : 6.5 : 2.
  12. 초기 CO2 수용체 는 C3 경로에서 Ribulose-1, 5-biphophate (RuBP)이고 C4 및 CAM에서 Phosphoenolpyruvate (PEP)입니다.
  13. Kranz Anatomy 는 C4 경로에만 존재하며 C3 및 CAM 식물에는 없습니다.
  14. CO2 보상 지점 (ppm) 은 C3 공장에서 30-70입니다. C4 식물에서 6-10, CAM에서 어둠에서 0-5.

결론

우리 모두는 식물이 광합성 과정에 의해 음식을 준비한다는 사실을 알고 있습니다. 대기 중 이산화탄소를 식물성 식품 또는 에너지 (포도당)로 변환합니다. 그러나 식물이 다른 서식지에서 자라면서 대기와 기후 조건이 다릅니다. 그들은 에너지를 얻는 과정에서 다릅니다.

C4 및 CAM 경로와 같이 고온 및 건조 지역의 식물의 생존을 위해 자연 선택에 의해 두 가지 적응이 일어난다. 그래서 우리는 이것이 에너지를 얻기위한 식물의 세 가지 다른 생화학 적 방법이며 C3가 가장 일반적이라고 말할 수 있습니다.

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