Садржај
Фотосинтеза је процес који користи воду, угљен диоксид (ЦО2) и соларну енергију за синтезу шећера. Изводе га многе биљке, алге и бактерије. У биљкама и алгама фотосинтеза се одвија у посебним деловима ћелије који се називају хлоропласти; налази се у лишћу и стабљикама. Док већина биљака изводи оно што је познато као фотосинтеза Ц3, биљке које су се прилагодиле топлим окружењима изводе модификовани облик познат као фотосинтеза Ц4.
Ц4 фотосинтеза
Код ове врсте фотосинтезе ЦО2 се најпре уклапа у 4-угљеничне киселине у ћелијама познатим као мезофили. Ове киселине се превозе до других ћелија познатих као ћелије омотача омотача. У тим ћелијама, реакција је обрнута, ослобађа се ЦО2 и затим се користи у нормалном (Ц3) фотосинтетском путу. Укључивање ЦО2 у једињења са 3 угљеника катализује ензим познат као Рубисцо.
Предности Ц4 фотосинтезе
У врућим и сувим окружењима Ц4 фотосинтеза је ефикаснија од фотосинтезе Ц3. То је због два разлога. Први је да систем не подлијеже фотореспирању, процесу који је у супротности са фотосинтезом (види доље). Други је да биљке могу дуже задржати поре тако да избјегну губитак воде.
Фотореспирација
Ово је процес у коме уместо додавања ЦО2 растућем шећеру, Рубисцо додаје кисеоник. У ситуацијама у којима се фотосинтеза одвија брзо (при високој температури, високом нивоу светлости или обоје), на располагању је толико О2 да ова реакција постаје значајан проблем. Ц4 биљке решавају овај проблем одржавањем високе концентрације ЦО2 у одговарајућем делу листа (ћелије омотача омотача).
Губитак воде
Биљке размјењују плинове, ЦО2 и О2, са околином кроз поре познате као стомати. Када су стомати отворени, ЦО2 може да дифузује да би се користио у фотосинтези и О2, производ фотосинтезе може да дифузује. Међутим, када су стомаци отворени, биљка губи и воду због транспирације, а овај проблем се појачава у врућим и сувим климама. Биљке које врше фотосинтезу Ц4 могу задржати своје стомаке затворене више од својих Ц3 еквивалената, јер су ефикаснији у уграђивању ЦО2. То умањује њихов губитак воде.
Недостаци
Иако је фотосинтеза Ц4 очигледно повољна у врућим и сувим климама, то није тачно у хладним и влажним. То је зато што је фотосинтеза Ц4 сложенија: има више корака и захтева специјализовану анатомију. Из овог разлога, осим ако су фотореспирација или губитак воде значајни проблеми, фотосинтеза Ц3 је ефикаснија. Због тога већина биљака врши фотосинтезу Ц3.