A assimilação do dióxido de carbono da luz solar, para o processo de fotossíntese e depois convertê-lo em glicose (energia), sintetizando diferentes produtos, é a principal diferença entre os três. Assim, durante a fixação do CO2, quando as plantas fotossintéticas produzem ácido 3-fosfoglicerílico (PGA) ou ácido 3-carbono como o primeiro produto é chamado via C3 . Show
Mas quando a planta fotossintética, antes de ir para a via C3, produz ácido oxaloacético (OAA) ou composto de 4 carbonos como seu primeiro produto estável, é chamada de via C4 ou Hatch and Slack . Mas quando as plantas absorvem a energia da luz solar durante o dia e usam essa energia para assimilar ou fixar o dióxido de carbono durante a noite, isso é chamado de metabolismo do ácido crassulaceano ou CAM . Esses procedimentos são seguidos por plantas, certas espécies de bactérias e algas para a produção de energia, independentemente de seu habitat. A síntese de energia, usando dióxido de carbono e água como fonte primária para obter nutrientes do ar e da água, é denominada fotossíntese. Este é o processo principal para o ser vivo, que produz alimentos por conta própria Neste conteúdo, consideraremos a diferença essencial entre os três tipos de caminhos seguidos por plantas e poucos microrganismos e uma pequena descrição sobre eles. Gráfico de comparação
Definição de uma via C3 ou ciclo de Calvin.As plantas C3 são conhecidas como plantas de estação fria ou temperadas . Eles crescem melhor a uma temperatura ideal entre 65 a 75 ° F com a temperatura do solo adequada entre 40 e 45 ° F. Esses tipos de plantas mostram sua eficiência em alta temperatura . O produto primário das plantas C3 é o ácido 3-carbono ou o ácido 3-fosfoglicerílico (PGA) . Este é considerado o primeiro produto durante a fixação do dióxido de carbono. A via C3 é concluída em três etapas: carboxilação, redução e regeneração. As plantas C3 reduzem o CO2 diretamente no cloroplasto. Com a ajuda da ribulose-bifosfato carboxilase (RuBPcase), são produzidas as duas moléculas de ácido 3-carbono ou ácido 3-fosfoglicerico . Este 3-fosfoglicerico justifica o nome da via como C3. Em outra etapa, o NADPH e o ATP fosforilam para dar 3-PGA e glicose. E então o ciclo começa novamente regenerando o RuBP. A via C3 é o processo de etapa única, ocorre no cloroplasto. Essa organela atua como o armazenamento da energia da luz solar. Do total de plantas presentes na Terra, 85% usa esse caminho para a produção de energia. As plantas C3 podem ser perenes ou anuais. Eles são altamente proteicos que as plantas C4. Os exemplos de plantas C3 anuais são trigo, aveia e centeio e as plantas perenes incluem festuca, azevém e capim-limão. As plantas C3 fornecem uma quantidade maior de proteína que as plantas C4. Definição da via C4 ou via Hatch e Slack.As plantas, especialmente na região tropical, seguem esse caminho. Antes do ciclo Calvin ou C3, algumas plantas seguem o caminho C4 ou Hatch e Slack. É um processo de duas etapas em que o ácido oxaloacético (OAA), que é um composto de 4 carbonos, é produzido. Ocorre na célula do mesófilo e da bainha presente em um cloroplasto. Quando o composto de 4 carbonos é produzido, ele é enviado para a célula da bainha, aqui a molécula de 4 carbonos se divide em um dióxido de carbono e o composto de 3 cabon. Eventualmente, a via C3 começa a produzir energia, onde o composto de 3 carbonos atua como precursor. As plantas C4 também são conhecidas como plantas tropicais ou estação quente . Estes podem ser perenes ou anuais. A temperatura perfeita para crescer para essas plantas é de 90 a 95 ° F. As plantas C4 são muito mais eficientes na utilização de nitrogênio e na coleta de dióxido de carbono do solo e da atmosfera. O teor de proteínas é baixo quando comparado às plantas C3. Essas plantas receberam o nome do produto chamado oxaloacetato, que é o ácido 4-carbono. Os exemplos de plantas C4 perenes são capim indiano, capim-bermuda, capim-bravo, grande bluestem e o das plantas anuais de C4 são capim-sudão, milho, milheto. Definição de plantas CAMA observação digna de nota que distingue esse processo dos dois acima é que, nesse tipo de fotossíntese, o organismo absorve a energia da luz solar durante o dia e usa essa energia durante a noite para assimilar o dióxido de carbono. É um tipo de adaptação no momento da seca periódica. Esse processo permite uma troca de gases no período noturno, quando a temperatura do ar é mais baixa, e ocorre a perda de vapor de água. Cerca de 10% das plantas vasculares adaptaram a fotossíntese CAM, mas são encontradas principalmente em plantas cultivadas na região árida. As plantas como cactos e euforbias são os exemplos. Até as orquídeas e bromélias adaptaram esse caminho devido a um abastecimento irregular de água. Durante o dia, o malato é descarboxilado para fornecer CO2 para a fixação do ciclo de Benson-Calvin em estômatos fechados. A principal característica das plantas CAM é uma assimilação de CO2 durante a noite no ácido málico, armazenado no vacúolo. A PEP carboxilase desempenha o papel principal na produção de malato. Principais diferenças das plantas C3, C4 e CAM.Acima, discutiremos o procedimento para obter a energia desses diferentes tipos; abaixo, discutiremos as principais diferenças entre três:
ConclusãoTodos nós estamos cientes do fato de que as plantas preparam seus alimentos, pelo processo de fotossíntese. Eles convertem dióxido de carbono atmosférico em alimento vegetal ou energia (glicose). Mas, à medida que as plantas crescem em diferentes habitats, elas têm diferentes condições atmosféricas e climáticas; eles diferem no processo de ganhar energia. Como no caso das vias C4 e CAM, as duas adaptações surgiram pela seleção natural, para a sobrevivência das plantas de alta temperatura e região árida. Portanto, podemos dizer que esses são os três métodos bioquímicos distintos, das plantas para obter energia e o C3 é o mais comum entre eles. Por que a temperatura ótima para fotossíntese das plantas C4 é CAM é maior do que nas plantas C3 E o que isso implica na produtividade dessas plantas?Isto se dá porque as plantas C4 só atingem as taxas máximas de fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar, fazendo com que fixem mais CO2 por unidade de água perdida. Ou seja, elas são mais econômicas quanto ao uso da água, elas perdem menos água que as C3 durante a fixação e a fotossíntese.
Por que as plantas C4 são mais eficientes que as plantas C3 na fixação do carbono?Em condições de alta temperatura e luminosidade, a fotossíntese C4 tem uma taxa mais alta e é mais eficiente do que a C3. Esse desempenho é possível pela presença da bainha vascular.
Qual o efeito da temperatura na fotossíntese em plantas C3 e C4?Enquanto as plantas C4 têm desempenho constante em temperaturas que variam entre 10 e 40oC, as C3 apresentam uma queda linear em desempenho quando se aumenta a temperatura.
Por que plantas com fotossíntese do tipo C4 é CAM tendem a ter maior eficiência no uso da água?Uma delas é que as taxas de absorção de CO2 são muito mais altas, pois o sistema pode armazenar mais carbono de forma intermediária (no ácido C4) tornando a planta relativamente menos dependente de controlar a abertura e fechamento de estômatos para prevenir a perda de água.
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