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 근거 | C3 경로 | C4 경로 | 캠 |
|---|---|---|---|
| 정의 | 햇빛으로부터의 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 세포 | 중배엽 세포. | Mesophyll 세포, 번들 칼집 세포. | 동일한 mesophyll 세포에서 C3과 C4. |
| 예 | 해바라기, 시금치, 콩, 쌀, 면화. | 사탕 수수, 사탕 수수 및 옥수수. | 선인장, 난초. |
| 에서 볼 수 있습니다 | 모든 광합성 식물. | 열대 식물에서 | 반 건조 조건. |
| 이주기를 사용하는 식물의 종류 | Mesophytic, hydrophytic, xerophytic. | mesophytic. | 건생 식물. |
| 광호흡 | 높은 비율로 제공됩니다. | 쉽게 감지 할 수 없습니다. | 오후에 감지 할 수 있습니다. |
| 포도당 생산 | 12 개의 NADPH 및 18 개의 ATP가 필요합니다. | 12 개의 NADPH 및 30 개의 ATP가 필요합니다. | NADPH 12 개와 ATP 39 개가 필요합니다. |
| 최초의 안정적인 제품 | 3- 포스 포 글리세 레이트 (3-PGA). | 옥 살로 아세테이트 (OAA). | 밤에는 OAA (Oxaloacetate), 낮에는 3 PGA입니다. |
| 캘빈 사이클 요원 | 혼자. | 해치 및 슬랙 사이클과 함께. | C3 및 해치 및 슬랙 사이클. |
| 광합성을위한 최적 온도 | 15-25 ° C | 30-40 ° C | > 40도 ° C |
| 카르 복 실화 효소 | RuBP 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 비율 | 1 : 3 : 2 | 1 : 5 : 2 | 1 : 6.5 : 2 |
| 초기 이산화탄소 수용기 | 리불 로스 -1, 5- 바이 포스페이트 (RuBP). | 포스 포에 놀 피루 베이트 (PEP). | 포스 포에 놀 피루 베이트 (PEP). |
| 크란츠 해부 | 결석. | 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 식물의 약 10 %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.
- 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.
- C3 경로에 관여 하는 세포는 mesophyll 세포이고 C4 경로의 세포는 mesophyll 세포, 번들 칼집 세포이지만 CAM은 동일한 mesophyll 세포에서 C3과 C4를 모두 따릅니다.
- C3 의 예 는 해바라기, 시금치, 콩, 쌀, 면이며, C4 식물의 예는 사탕 수수, 수수 및 옥수수이며, 선인장은 난초가 CAM 식물의 예입니다.
- C3는 모든 광합성 식물에서 볼 수 있지만 C4는 열대 식물과 CAM은 반 건조 조건 식물입니다.
- C3주기를 사용 하는 식물의 유형 은 mesophytic, hydrophytic, xerophytic이지만 C4는 mesophytic 식물에서 따르고 Xerophytic은 CAM을 따릅니다.
- 광호흡 은 C4 및 CAM에서 쉽게 감지 할 수 없지만 더 높은 속도로 존재합니다.
- C3 사이클에서 12 개의 NADPH 및 18 개의 ATP; 포도당 생산에는 C4 및 12 NADPH 및 39 ATP에서 12 NADPH 및 30 ATP가 필요합니다 .
- 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.
- C3에서의 광합성에 대한 최적 온도 는 15-25 ℃이고; C4 플랜트에서 30-40 ° C 및 CAM에서> 40 ° C
- 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.
- CO2 : ATP : NADPH2 비율 C3에서 1 : 3 : 2, C4에서 1 : 5 : 2 및 CAM에서 1 : 6.5 : 2.
- 초기 CO2 수용체 는 C3 경로에서 Ribulose-1, 5-biphophate (RuBP)이고 C4 및 CAM에서 Phosphoenolpyruvate (PEP)입니다.
- Kranz Anatomy 는 C4 경로에만 존재하며 C3 및 CAM 식물에는 없습니다.
- 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.
