Diferența dintre ciclul C3 și C4
Share
Diferența principală - ciclul C3 vs C4
Ciclurile C3 și C4 sunt două tipuri de reacții ciclice care apar ca reacția întunecată a fotosintezei. Fotosinteza este producția de molecule organice simple, glucoză din molecule anorganice, dioxid de carbon și apă, folosind lumina soarelui ca sursă de energie. În timpul fotosintezei, reacția la lumină este urmată de reacția întunecată. Ciclul C3 este, de asemenea, numit Ciclul Calvin, în timp ce ciclul C4 este numit Hatch-Slack ciclu. principala diferență între ciclurile C3 și C4 este primul compus stabil produs de aceste reacții; primul compus stabil produs în ciclul C3 este un compus cu trei atomi de carbon numit acid 3-fosfogliceric (PGA) întrucât primul compus stabil produs în ciclul C4 este un compus cu patru atomi de carbon numit acid oxaloacetic (OAA).
Acest articol explorează,
1. Ce este ciclul C3
- Caracteristici, proces, funcție
2. Ce este ciclul C4
- Caracteristici, proces, funcție
3. Care este diferența dintre C3 și C4 Cycle
Ce este ciclul C3
Ciclul C3 este una dintre cele două căi de reacție care pot apărea în reacția întunecată a fotosintezei. Apare în toate plantele. Trei etape sunt observate în ciclul C3. În prima etapă, dioxidul de carbon este fixat în 1,5-bisfosfat de ribuloză, formând un compus instabil de șase atomi de carbon, care este apoi hidrolizat în trei compusi de carbon, 3-fosfoglicerat. Fixarea dioxidului de carbon este catalizată de enzima, rubisco, care se găsește în suprafața stromală a membranei tilacoidice din cloroplast. Fixarea dioxidului de carbon este etapa de limitare a vitezei ciclului C3. Datorită imperfecțiunii catalitice a enzimei, rubisco, enzima reacționează cu oxigenul molecular printr-un proces numit fotorespirație. Două molecule de 3-fosfoglicerat se formează prin prima etapă a ciclului C3 pe o singură fixare a dioxidului de carbon. În timpul celei de-a doua etape, o moleculă de 3-fosfoglicerat este redusă, formând trei tipuri de fosfați hexoza: 6-fosfat de fructoză, 6-fosfat de glucoză și 1-fosfat de glucoză. 3-fosfogliceratul rămas este reciclat, formând ribuloză 1,5-bisfosfat. Ciclul C3 este prezentat în figura 1.
Figura 1: Ciclul C3
Ce este ciclul C4
Ciclul C4 este o altă cale de reacție care apare în reacția întunecată a fotosintezei. Plantele, crescând în medii fierbinți și uscate, precum trestia de zahăr, porumbul și crabgrassul, utilizează calea C4 în timpul fotosintezei. Porii care schimbă gazul de stomați se mențin aproape în cea mai mare parte a zilei în aceste instalații pentru a reduce pierderea excesivă de umiditate în condiții uscate și fierbinți. Astfel, concentrația de dioxid de carbon din frunzele plantelor este de asemenea redusă de progresia ciclului C3. Atunci când concentrația de dioxid de carbon este scăzută, photorespirația este îmbunătățită, reducând eficiența fotosintezei. Pentru a crește eficiența fotosintezei în condiții uscate și fierbinți, acele centrale C4 conduc ciclul C4.
Două tipuri de celule sunt implicate în ciclul C4: celulele mezofile și celulele tecii de manta. Țesutul vascular al frunzei este înconjurat de celule de manta. Structura frunzei plantelor C4 este descrisă de anatomia Kranz. Piruvatul fosfoenolic reacționează cu dioxidul de carbon în celulele mezofilei, formând oxaloacetat, care este un compus cu patru atomi de carbon. Reacția este catalizată de enzima fosfoenol piruvat carboxilază, care este insensibilă la oxigen. Oxaloacetatul este apoi redus la malat, care este transferat în celulele mantalei. În celulele tecii de manta, malatul este decarboxilat prin îndepărtarea dioxidului de carbon, care intră în ciclul C3. Ciclul C4 este afișat în figura 2.
Figura 2: Ciclul C4
Diferența dintre ciclul C3 și C4
Primul compus stabil
Ciclul C3: Primul compus stabil produs în ciclul C3 este un compus cu trei atomi de carbon numit acid 3-fosfogliceric.
Ciclu C4: Primul compus stabil produs în ciclul C4 este un compus cu patru atomi de carbon numit acid oxaloacetic.
Prima observație
Ciclul C3: Ciclul C3 a fost mai întâi observat de Melvin Calvin.
Ciclu C4: C4 a fost întâi observat de Hatch și Slack.
Nume alternative
Ciclul C3: Ciclul C3 se numește ciclul Calvin.
Ciclu C4: Ciclul C4 este denumit ciclu Hatch-Slack.
Prezenţă
Ciclul C3: Ciclul C3 se găsește în toate plantele.
Ciclu C4: Ciclul C4 se găsește numai în plante C4, cum ar fi sorgul și porumbul.
Acceptor primar de dioxid de carbon
Ciclul C3: Acceptorul principal al dioxidului de carbon este un compus de cinci carbon, fosfatul de ribulozid (RUBP).
Ciclu C4: Acceptorul principal de dioxid de carbon este un compus cu trei atomi de carbon, acidul fosfoenol piruvic (PEP).
Enzima carboxilazei
Ciclul C3: Enzima carboxilazei este Rubisco în fabricile C3.
Ciclu C4: Enzimele carboxilazei sunt carboxilaza PEP și Rubisco.
Fixarea carbonului
Ciclul C3: O singură fixare a carbonului are loc în ciclul C3.
Ciclu C4: Fixarea dublă de carbon are loc în ciclul C4.
Eficiența în fixarea carbonului
Ciclul C3: Fixarea carbonului este mai puțin eficientă și lentă în ciclul C3.
Ciclu C4: Fixarea carbonului este mai eficientă și mai rapidă în ciclul C4.
Cerințele privind fixarea carbonului
Ciclul C3: Fixarea unei singure molecule de carbon necesită 3 ATP și 2 NADH.
Ciclu C4: Fixarea unei singure fixări de carbon necesită 5 ATP și 3 NADH.
Tipuri de cloroplaste
Ciclul C3: Cloroplastele granulare sunt implicate în ciclul C3.
Ciclu C4: Granulele și cloroplastele agranulare sunt implicate în ciclul C4.
Anatomia Kranz în frunze
Ciclul C3: Anatomia Kranz este absentă în frunzele plantelor C3.
Ciclu C4: Anatomia Kranz este prezentă în frunzele plantelor C4.
celulele
Ciclul C3: Ciclul C3 este efectuat de celulele mezofile.
Ciclu C4: Ciclul C4 este efectuat atât de celulele mezofile, cât și de celulele mantalei de manta.
Temperatura optimă
Ciclul C3: Temperatura optimă a ciclului C3 este de 20-25 grade Celsius.
Ciclu C4: Temperatura optimă a ciclului C4 este de 30-45 grade Celsius.
La concentrații foarte scăzute de dioxid de carbon
Ciclul C3: Ciclul C3 nu este în măsură să procedeze la concentrații foarte scăzute de dioxid de carbon.
Ciclu C4: C4 poate avea loc la concentrații foarte scăzute de dioxid de carbon.
Efectul oxigenului
Ciclul C3: Ciclul C3 este inhibat de oxigen.
Ciclu C4: Nu se observă nici o inhibare a ciclului c4 cu ciclul C4.
Lumina soarelui
Ciclul C3: Ciclul C3 poate fi saturat de lumina soarelui.
Ciclu C4: Ciclul C4 nu se satura cu lumina soarelui.
photorespiration
Ciclul C3: Se observă o cantitate considerabilă de fotorezistență în ciclul C3.
Ciclu C4: Cantitatea neglijabilă de fotorespirație este observată în ciclul C4.
Concluzie
Ciclurile C3 și C4 sunt cele două tipuri de reacții întunecate care apar în timpul fotosintezei. Ciclul C3 apare în toate plantele la 20-25 grade Celsius, în timp ce ciclul C4 are loc numai la plante C4 la 30-45 grade Celsius. În timpul ciclului C3, se observă un singur eveniment de fixare a carbonului, în timp ce în timpul ciclului C4 sunt observate două evenimente de fixare a carbonului. Photorespirația apare în timpul ciclului C3 dar cantități neglijabile de fotorespirație apar în timpul ciclului C4. Eficacitatea ciclului C3 este scăzută în comparație cu eficiența ciclului C4. Diferența principală dintre ciclurile C3 și C4 este numărul de atomi de carbon din primul compus stabil produs în fiecare ciclu.
Referinţă:
1. Berg, Jeremy M. "Ciclul Calvin sintetizează hexozele din dioxidul de carbon și apă." Biochemistry. Ediția a 5-a. Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., 01 ianuarie 1970. Web. 16 aprilie 2017.
2. Lodish, Harvey. "Metabolismul CO2 în timpul fotosintezei" Biologie celulară moleculară. Ediția a 4-a. Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., 01 ianuarie 1970. Web. 16
Datorită fotografiei:
1. "Calvin-cycle4" de Mike Jones - Muncă proprie (CC BY-SA 3.0) prin Commons Wikimedia
2. "HatchSlackpathway2" de HatchSlackpathway.svg: * HatchSlackpathway.png: Derivații de adenozină funcționează: Producția de derivate derivate: Adenozină (vorbire) - HatchSlackpathway.svg (CC BY-SA 2.5)
