C3 ve C4 Bitkileri Arasındaki Fark

temel fark C3 ve C4 bitkileri arasında C3 bitkileri karanlık reaksiyonun ilk kararlı ürünü olarak üç karbonlu bir bileşik oluştururken C4 bitkileri karanlık reaksiyonun ilk kararlı ürünü olarak dört karbonlu bir bileşik oluşturur.

Fotosentez, karbondioksit ve suyu bitkiler, algler ve siyanobakterilerde enerji açısından zengin şekerlere dönüştüren ışıkla çalışan bir süreçtir. Fotosentezin hafif reaksiyonu sırasında su moleküllerinin fotolizi oluşur. Suyun fotolizinin bir sonucu olarak, oksijen bir yan ürün olarak serbest kalır. Işık reaksiyonundan sonra, karanlık reaksiyon başlar ve karbon dioksiti sabitleyerek karbonhidratları sentezler. Bununla birlikte, ışık reaksiyonundan üretilen oksijen, RuBP oksijenaz-karboksilaz (Rubisco) olan karanlık reaksiyonun ana enzimi ile bağlanabilir ve foto-solunumu gerçekleştirebilir. Fotorespiration, enerji tüketen ve karbonhidrat sentezini azaltan bir süreçtir. Bu nedenle, foto-solunumu önlemek için, Rubisco ile oksijenin buluşmasını önlemek için bitkilerde karanlık reaksiyonun oluşmasının üç farklı yolu vardır. Bu nedenle, karanlık reaksiyonun gerçekleşme şekline bağlı olarak, 3 tip bitki vardır; C3 bitkileri, C4 bitkileri ve CAM bitkileri.

İÇİNDEKİLER

1. Genel Bakış ve Temel Fark
2. C3 Bitkileri nelerdir
3. C4 Bitkileri nelerdir
4. C3 ve C4 Bitkileri Arasındaki Benzerlikler
5. Yan Yana Karşılaştırma - C3 ve C4 Bitkileri Tabular Formunda
6. Özet

C3 Bitkileri nelerdir?

Yeryüzündeki bitkilerin yaklaşık% 95'i C3 bitkisidir. Adından da anlaşılacağı gibi, Calvin döngüsü olan C3 fotosentetik mekanizma yürütürler. C3 fotosentezinin yaklaşık 3,5 milyar yıl önce ortaya çıktığı düşünülmektedir. Bu bitkiler çoğunlukla odunsu ve yuvarlak yapraklı bitkilerdir. Bu bitkilerde, epidermisin hemen altındaki mezofil hücrelerinde karbon fiksasyonu gerçekleşir.

Karbon dioksit atmosferden stoma yoluyla mezofil hücrelere girer. Sonra karanlık reaksiyon başlar. İlk reaksiyon, karbondioksitin Ribulose bisfosfat ile üç karbonlu bir bileşik olan fosfogliserata sabitlenmesidir. Aslında, C3 bitkilerinin ilk kararlı ürünüdür. Ribuloz bisfosfat karboksilaz (Rubisco), bitkilerde bu karboksilasyon reaksiyonunu katalize eden enzimdir. Benzer şekilde, Calvin döngüsü karbonhidratlar üretirken döngüsel olarak gerçekleşir.

Resim 01: C3 Bitkileri

C4 bitkileri ile karşılaştırıldığında, C3 bitkileri fotosentetik mekanizmaları bakımından yetersizdir. C3 bitkilerde fotorespirasyonun ortaya çıkmasından kaynaklanmaktadır. Fotorespirasyon, Rubisco enziminin oksijenaz aktivitesi nedeniyle oluşur. Rubisco'nun oksijenlenmesi karboksillemenin tersi yönde çalışır, Calvin döngüsü tarafından başlangıçta sabitlenen büyük miktarlarda karbonu büyük bir maliyetle israf ederek fotosentezi etkili bir şekilde geri alır ve karbondioksiti sabitleyen hücrelerden karbondioksit kaybına neden olur. Benzer şekilde, oksijen ve karbondioksit ile etkileşim Rubisco'daki aynı bölgede meydana gelir. Bu rakip reaksiyonlar normalde 3: 1 (karbon: oksijen) oranında çalışır. Böylece, fotorespirasyonun oksijen tüketen ve karbondioksit geliştiren ışıkla uyarılan bir süreç olduğu açıktır..

C4 Bitkileri Nedir??

C4 bitkileri kuru ve yüksek sıcaklık alanlarında bulunur. Bitki türlerinin yaklaşık% 1'inde C4 biyokimyası vardır. C4 bitkilerinin bazı örnekleri mısır ve şeker kamışıdır. Adından da anlaşılacağı gibi, bu bitkiler C4 fotosentetik mekanizmayı gerçekleştirir. C4 fotosentezinin yaklaşık 12 milyon yıl önce ortaya çıktığı düşünülmektedir; C3 mekanizmasının evriminden çok sonra. Mevcut karbon dioksit seviyeleri 100 milyon yıl önce çok daha düşük olduğu için C4 tesisleri şimdi daha iyi adapte edilebilir.

C4 bitkileri karbondioksitin yakalanmasında çok daha verimlidir. Ayrıca, C4 fotosentezi hem monokot hem de dikot türlerinde bulunur. C3 bitkilerinin aksine, fotosentez sırasında oluşan ilk kararlı ürün, dört karbonlu bir bileşik olan oksaloasetik asittir. En önemlisi, bu bitkilerin yaprakları “Kranz Anatomisi” adı verilen özel bir anatomi türü göstermektedir. C4 bitkilerinin tanımlanabileceği vasküler demetlerin etrafında kloroplastlı bir demet kılıf hücresi vardır..

Resim 02: C4 Bitkileri

Bu yolda, karbondioksit fiksasyonu iki kez meydana gelir. Mezofil hücre sitoplazmasında CO₂ ilk önce birincil alıcı olarak işlev gören fosfoenolpiruvat (PEP) ile sabitlenir. Reaksiyon, PEP karboksilaz enzimi tarafından katalize edilir. Daha sonra PEP malat'a ve daha sonra pirüvat özgürleştirici CO'ya dönüşür₂. Ve bu CO₂ Calvin döngüsünü gerçekleştirmek için 2 fosfogliserat oluşturmak üzere ikinci kez Ribulose bisfosfat ile sabitlenir.

C3 ve C4 Bitkileri Arasındaki Benzerlikler Nelerdir??

• Hem C3 hem de C4 bitkileri karbondioksiti düzeltir ve karbonhidrat üretir.
• Karanlık bir tepki veriyorlar.
• Ayrıca, her iki bitki türü aynı ışık reaksiyonunu gerçekleştirir.
• Ayrıca, fotosentez yapmak için kloroplastları vardır.
• Fotosentetik denklemleri benzer.
• Dahası, RuBP her iki bitki türünün karanlık reaksiyonunu içerir.
• Her iki bitki de fosfogliserat üretir.

C3 ve C4 Bitkileri Arasındaki Fark Nedir??

C3 bitkileri, karanlık reaksiyonun ilk kararlı ürünü olarak fosfogliserik asit üretir. Üç karbonlu bir bileşiktir. Öte yandan C4 bitkileri, karanlık reaksiyonun ilk kararlı ürünü olarak oksalo-asetik asit üretir. Dört karbonlu bir bileşiktir. Bu nedenle, bu C3 ve C4 bitkileri arasındaki temel farktır.

Ayrıca, C3 bitkilerinin fotosentetik verimliliği, C4 bitkilerinin fotosentetik etkinliğinden daha azdır. C4 bitkilerinde ihmal edilebilir olan C3 bitkilerinde görülen fotorespirasyondan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, C3 ve C4 bitkileri arasındaki başka bir farktır. Yapısal farklılıklar göz önüne alındığında, C3 bitkilerinin yapraklarda iki tip kloroplast ve Kranz anatomisi yoktur. Öte yandan, C4 bitkilerinin iki tip kloroplastı vardır ve yapraklarda Kranz anatomisini gösterirler. Bu nedenle, C3 ve C4 bitkileri arasında da bir fark vardır..

Ayrıca, C3 ve C4 bitkileri arasındaki diğer bir fark, C3 bitkilerinin karbondioksiti yalnızca bir kez sabitlerken C4 bitkilerinin karbondioksiti iki kez sabitlemesidir. Bu nedenle, C3 bitkilerinde C asimilasyonu daha az iken C4 bitkilerinde C asimilasyonu yüksektir. Sadece bu değil, C4 bitkileri stomalar kapalı olduğunda ve çok yüksek ışık konsantrasyonları ve düşük CO altında fotosentez yapabilir₂ konsantrasyonları. Bununla birlikte, C3 bitkileri stomalar kapalı olduğunda ve çok yüksek ışık konsantrasyonları ve düşük CO altında fotosentez yapamazlar₂ konsantrasyonları. Bu nedenle, bu C3 ve C4 bitkileri arasında da önemli bir farktır. Ayrıca, C3 bitkileri ve C4 bitkileri ilk karbon dioksit alıcısından farklıdır. RuBP CO₂ C3 bitkilerinde PEP ilk CO ise₂ C4 tesislerinde akseptör.

Özet - C3 vs C4 Tesisleri

C3 ve C4 iki tür bitkidir. C3 bitkileri çok yaygın iken C4 bitkileri çok nadirdir. C3 ve C4 bitkileri arasındaki temel fark, karanlık reaksiyon sırasında ürettikleri ilk karbon ürününe bağlıdır. C3 bitkileri Calvin döngüsünü gerçekleştirir ve ilk kararlı ürün olarak üç karbonlu bileşik üretirken C4 tesisleri C4 mekanizmasını gerçekleştirir ve ilk kararlı ürün olarak dört karbon bileşiği üretir. Ayrıca, C3 bitkileri daha az fotosentetik verimlilik gösterirken C4 bitkileri yüksek fotosentetik verimlilik gösterir. Ayrıca, C3 bitkilerin yapraklarında Kranz anatomisi yoktur ve ayrıca iki tip kloroplast yoktur. Öte yandan, C4 bitkilerin yapraklarında Kranz anatomisi vardır ve ayrıca iki tip kloroplast vardır. Böylece, bu C3 ve C4 bitkilerinin özeti.

Referans:

1. Szczepanik ve ark. “Çimenlerde Kranz Mesophyll ve Demet Kılıf Hücreleri arasındaki C 4 Fotosentez Ara Değişimi Mekanizması Üzerine.” OUP Akademik, Oxford Üniversitesi Yayınları, 28 Mart 2008. Buradan ulaşabilirsiniz 
2. Study.com, Study.com. Burada mevcut 

Görünüm inceliği:

1. ”Basitleştirilmiş fotorespiration diyagramı” Rachel Purdon - Commons Wikimedia üzerinden kendi çalışması, (CC BY-SA 3.0) 
2. ”HatchSlackpathway2" Adenosine (talk) ile - HatchSlackpathway.svg, (CC BY-SA 2.5) Commons Wikimedia üzerinden