Adaptacje roślin C4 i CAM do efektywnej fotosyntezy
Rośliny typu C4 wykształciły szereg przystosowań anatomicznych i biochemicznych, które pozwalają im na efektywną fotosyntezę w warunkach wysokich temperatur i ograniczonej dostępności wody.
Example: Wyjaśnij dlaczego rośliny typu C4 przy niewielkim ciśnieniu CO₂ są bardziej wydajne: Dzięki mechanizmowi koncentracji CO₂ w komórkach pochwy okołowiązkowej, rośliny C4 mogą efektywnie przeprowadzać fotosyntezę nawet przy niskim stężeniu CO₂ w powietrzu.
Proces fotosyntezy u roślin C4 przebiega w dwóch etapach:
- W komórkach mezofilu asymilacyjnego CO₂ jest wiązane przez enzym PEP-karboksylazę, tworząc szczawiooctan.
- Szczawiooctan jest transportowany do komórek pochwy okołowiązkowej, gdzie ulega dekarboksylacji, uwalniając CO₂, który wchodzi do cyklu Calvina.
Vocabulary: PEP-karboksylaza - enzym katalizujący wiązanie CO₂ u roślin C4, bardziej wydajny niż Rubisco w warunkach wysokich temperatur.
Fotooddychanie u roślin C4 jest znacznie ograniczone dzięki wysokiemu stężeniu CO₂ w komórkach pochwy okołowiązkowej, co zwiększa wydajność fotosyntezy.
Rośliny CAM przystosowały się do ekstremalnie suchych warunków poprzez rozdzielenie w czasie pobierania CO₂ i jego asymilacji:
- W nocy, gdy aparaty szparkowe są otwarte, CO₂ jest wiązany i magazynowany w wakuolach w postaci kwasu jabłkowego.
- W dzień kwas jabłkowy ulega dekarboksylacji, uwalniając CO₂, który jest wykorzystywany w cyklu Calvina.
Highlight: Rośliny CAM przykłady to kaktusy, agawy i niektóre storczyki epifityczne.
Adaptacje anatomiczne roślin C4 i CAM obejmują:
- Zmodyfikowaną strukturę liści z wyraźnym podziałem na komórki mezofilu i pochwy okołowiązkowej (C4)
- Grubą kutykulę i zredukowaną powierzchnię liści (CAM)
- Zwiększoną liczbę chloroplastów w komórkach pochwy okołowiązkowej (C4)
Te przystosowania pozwalają roślinom C4 i CAM na efektywną fotosyntezę w warunkach, które byłyby niekorzystne dla roślin C3.
