Pangunahing Pagkakaiba - Mga halaman ng C3 vs C4

Ang mga halaman ng C3 at C4 ay dalawang uri ng mga halaman na gumagamit ng C3 at C4 cycle sa panahon ng madilim na reaksyon ng potosintesis ayon sa pagkakabanggit. Sa paligid ng 95% ng mga halaman sa mundo ay C3 na halaman. Ang tubo, sorghum, mais, at damo ay C4 na halaman. Ang mga dahon ng mga halaman ng C4 ay nagpapakita ng anatomya ng Kranz. Ang mga halaman ng C4 ay may kakayahang photosynthesizing kahit sa mababang konsentrasyon ng carbon dioxide pati na rin sa mainit at tuyong kondisyon. Samakatuwid, ang kahusayan ng potosintesis sa mga halaman ng C4 ay mas mataas kaysa sa kahusayan nito sa mga halaman ng C3. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng C3 at C4 na mga halaman ay iyon ang solong pag-aayos ng carbon dioxide ay sinusunod sa mga halaman ng C3 at ang dobleng pag-aayos ng carbon dioxide ay sinusunod sa mga halaman ng C4.

Ang artikulong ito ay nagsisiyasat,

1. Ano ang mga Halaman ng C3 - Kahulugan, Mga Katangian, Mga Tampok, Mga Halimbawa 2. Ano ang mga Halaman ng C4 - Kahulugan, Mga Katangian, Mga Tampok, Mga Halimbawa 3. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng C3 at C4 na Halaman

Ano ang Mga Halaman ng C3

Ang mga halaman ng C3 ay gumagamit ng Calvin cycle bilang kanilang mekanismo para sa madilim na reaksyon sa potosintesis. Ang unang matatag na compound na ginawa sa ikot ng Calvin ay 3-phosphoglycerate. Dahil ang 3-phosphoglycerate ay isang tatlong carbon compound, ang Calvin cycle ay tinatawag na C3 cycle. Ang mga halaman ng C3 ay direktang nag-aayos ng carbon dioxide ng enzyme, ribulose bisphosphate carboxylase (rubisco). Ang pag-aayos na ito ay nangyayari sa mga chloroplast ng mesophyll cells. Ang C3 cycle ay nangyayari sa tatlong mga hakbang. Sa panahon ng unang hakbang, ang carbon dioxide ay naayos sa limang carbon sugar, ribulose 1, 5-bisphosphate, na kahalili ay hydrolyzed sa 3-phosphoglycerate. Ang ilan sa 3-phosphoglycerate ay nabawasan sa hexose phosphates tulad ng glucose 6-phosphate, glucose 1-phosphate at fructose 6-phosphate habang ikalawang hakbang. Ang natitirang 3-phosphoglycerate ay recycled, na bumubuo ng ribulose 1, 5-phosphate.

Ang pinakamainam na saklaw ng temperatura ng mga halaman ng C3 ay 65-75 degree Fahrenheit. Kapag umabot sa 40-45 degree Fahrenheit ang temperatura ng lupa, nagsisimulang lumaki ang mga halaman na C3. Samakatuwid, ang mga halaman na C3 ay tinawag mga halaman na cool na panahon. Ang kahusayan ng potosintesis ay naging mababa sa pagtaas ng temperatura. Sa panahon ng tagsibol at taglagas, ang mga halaman ng C3 ay naging produktibo dahil sa mataas na kahalumigmigan sa lupa, mas maikli na photoperiod, at cool na temperatura. Sa panahon ng tag-init, ang mga halaman ng C3 ay hindi gaanong mabunga dahil sa mataas na temperatura at mas mababa ang kahalumigmigan sa lupa. Ang mga halaman ng C3 ay maaaring maging taunang mga halaman tulad ng trigo, oats, at rye o pangmatagalan na halaman tulad ng fescues at orchard. Ang isang seksyon ng krus ng dahon ng Arabidopsis thaliana, na isang halaman na C3 ay ipinakita sa pigura 1. Ang mga cell ng bundle sheath ay ipinapakita sa kulay rosas.

Larawan 1: Arabidopsis thaliana leaf

Ano ang Mga Halaman ng C4

Ang mga halaman ng C4 ay gumagamit ng Hatch-Stack cycle bilang kanilang mekanismo ng reaksyon sa madilim na reaksyon ng potosintesis. Ang unang stable compound na ginawa sa Hatch-Stack cycle ay oxaloacetate. Dahil ang oxaloacetate ay isang apat na carbon compound, ang Hatch-Stack cycle ay tinatawag na C4 cycle. Ang mga halaman ng C4 ay nag-aayos ng carbon dioxide nang dalawang beses, sa mga mesophyll cell at pagkatapos ay sa mga bundle sheath cells, ng mga enzyme, phosphoenol pyruvate carboxylase at ribulose bisphosphate carboxylase (rubisco) ayon sa pagkakabanggit. Ang phosphoenol pyruvate sa mesophyll cells ay nakakubal ng carbon dioxide, na bumubuo sa oxaloacetate. Ang oxaloacetate na ito ay nagiging malate upang ilipat sa mga bundle sheath cells. Sa loob ng mga bundle sheath cells, ang malate ay na-decarboxylated, na ginagawang magagamit ang carbon dioxide para sa Calvin cycle sa mga cell na ito. Pagkatapos ang carbon dioxide ay naayos para sa pangalawang pagkakataon sa loob ng mga bundle sheath cells.

Ang pinakamainam na temperatura ng mga halaman ng C4 ay 90-95 degree Fahrenheit. Ang mga halaman ng C4 ay nagsisimulang lumaki sa 60-65 degrees Fahrenheit. Samakatuwid, ang mga halaman na C4 ay tinawag na tropical o warm season na halaman. Ang mga halaman ng C4 ay mas mahusay sa pangangalap ng carbon dioxide at tubig mula sa lupa. Ang palitan ng gas ng mga pores ng stomata ay pinananatiling malapit sa halos lahat ng oras ng araw upang mabawasan ang labis na pagkawala ng kahalumigmigan sa tuyo at mainit na kondisyon. Ang mga taunang halaman ng C4 ay mais, perlas, at sudangrass. Ang mga halaman ng perennial C4 ay bermudagrass, Indian grass at switchgrass. Ang mga dahon ng mga halaman ng C4 ay nagpapakita ng anatomya ng Kranz. Ang mga photosynthesizing bundle sheath cells ay sumasakop sa mga vaskular na tisyu ng dahon. Ang mga cell ng bundle sheath na ito ay napapaligiran ng mga mesophyll cells. Ang isang seksyon ng krus ng isang dahon ng mais, nagpapakita ng Kranz anatomy ay ipinapakita sa pigura 2.

Larawan 2: dahon ng mais

Pagkakaiba sa Pagitan ng C3 at C4 na Halaman

Mga Kahaliling Pangalan

Mga Halaman ng C3: Ang mga halaman na C3 ay tinawag na mga cool season na halaman.

Mga Halaman ng C4: Ang mga halaman na C4 ay tinatawag na mga halaman ng maligamgam na panahon.

Kranz Anatomy

Mga Halaman ng C3: Ang mga dahon ng mga halaman na C3 ay kulang sa anatomya ng Kranz.

Mga Halaman ng C4: Ang mga dahon ng mga halaman ng C4 ay nagtataglay ng anatomya ng Kranz.

Mga cell

Mga Halaman ng C3: Sa mga halaman na C3, ang madilim na reaksyon ay isinasagawa ng mga mesophyll cells. Ang mga cell ng bundle sheath ay walang mga chloroplast.

Mga Halaman ng C4: Sa mga halaman ng C4, ang madilim na reaksyon ay isinasagawa ng parehong mesophyll cells at bundle sheath cells.

Mga kloroplas

Mga Halaman ng C3: Ang mga chloroplast ng C3 na halaman ay monomorphic. Ang mga halaman ng C3 ay naglalaman lamang ng mga granular chloroplast.

Mga Halaman ng C4: Ang mga chloroplast ng C4 na halaman ay dimorphic. Ang mga halaman ng C4 ay naglalaman ng parehong butil at agranular na mga chloroplast.

Peripheral Retikulum

Mga Halaman ng C3: Ang mga chloroplast ng C3 na halaman ay kulang sa isang paligid ng retikulum.

Mga Halaman ng C4: Ang mga chloroplast ng C4 na halaman ay naglalaman ng isang paligid na retikulum.

Photosystem II

Mga Halaman ng C3: Ang mga chloroplast ng C3 na halaman ay binubuo ng PS II.

Mga Halaman ng C4: Ang mga chloroplast ng C4 na halaman ay hindi binubuo ng PS II.

Stomata

Mga Halaman ng C3: Pinipigilan ang potosintesis kapag sarado ang stomata.

Mga Halaman ng C4: Nangyayari ang potosintesis kahit na sarado ang stomata.

Pag-aayos ng Carbon Dioxide

Mga Halaman ng C3: Ang isang solong pag-aayos ng carbon dioxide ay nangyayari sa mga halaman ng C3.

Mga Halaman ng C4: Ang dobleng pag-aayos ng carbon dioxide ay nangyayari sa mga halaman ng C4.

Kahusayan sa Carbon Dioxide Fixation

Mga Halaman ng C3: Ang pag-aayos ng carbon dioxide ay hindi gaanong mahusay at mabagal sa mga halaman ng C3.

Mga Halaman ng C4: Ang pag-aayos ng carbon dioxide ay mas mahusay at mabilis sa mga halaman ng C4.

Kahusayan ng Photosynthesis

Mga Halaman ng C3: Ang photosynthesis ay hindi gaanong mahusay sa mga halaman ng C3.

Mga Halaman ng C4: Ang potosintesis ay mabisa sa mga halaman ng C4.

Photorespiration

Mga Halaman ng C3: Ang photorespiration ay nangyayari sa mga halaman ng C3 kapag mababa ang konsentrasyon ng carbon dioxide.

Mga Halaman ng C4: Walang sinusunod na photorespiration sa mababang konsentrasyon ng carbon dioxide.

Pinakamahusay na Temperatura

Mga Halaman ng C3: Ang pinakamainam na saklaw ng temperatura ng mga halaman ng C3 ay 65-75 degree Fahrenheit.

Mga Halaman ng C4: Ang pinakamainam na saklaw ng temperatura ng mga halaman ng C4 ay 90-95 degree Fahrenheit.

Carboxylase Enzyme

Mga Halaman ng C3: Ang carboxylase enzyme ay rubisco sa mga halaman ng C3.

Mga Halaman ng C4: Ang carboxylase enzyme ay PEP carboxylase at rubisco sa mga halaman ng C4.

Unang Matatag na Tambalan sa Madilim na Reaksyon

Mga Halaman ng C3: Ang unang stable compound na ginawa sa C3 cycle ay isang three-carbon compound na tinatawag na 3-phosphoglyceric acid.

Mga Halaman ng C4: Ang unang stable compound na ginawa sa C4 cycle ay isang apat na carbon compound na tinatawag na oxaloacetic acid.

Nilalaman ng Protina ng Halaman

Mga Halaman ng C3: Ang mga halaman ng C3 ay naglalaman ng isang mataas na nilalaman ng protina.

Mga Halaman ng C4: Ang mga halaman ng C4 ay naglalaman ng mababang nilalaman ng protina kumpara sa mga halaman na C3.

Konklusyon

Ang mga halaman ng C3 at C4 ay gumagamit ng mga natatanging reaksyon ng metabolic sa panahon ng madilim na reaksyon ng potosintesis. Ang mga halaman ng C3 ay gumagamit ng Calvin cycle samantalang ang mga halaman ng C4 ay gumagamit ng Hatch-Slack cycle. Sa mga halaman ng C3, ang madilim na reaksyon ay nangyayari sa mga mesophyll cell sa pamamagitan ng pag-aayos ng carbon dioxide nang direkta sa ribulose 1, 5-bisphosphate. Sa mga halaman ng C4, ang carbon dioxide ay naayos sa phosphoenol pyruvate, na bumubuo ng malate upang ilipat sa mga bundle sheath cells kung saan nangyayari ang Calvin cycle. Samakatuwid, ang carbon dioxide ay naayos nang dalawang beses sa mga halaman ng C4. Upang maiakma sa mekanismo ng C4, ang mga dahon ng mga halaman ng C4 ay nagpapakita ng Kranz anatomy. Ang kahusayan ng potosintesis ay mataas sa mga halaman ng C4 kung ihahambing sa mga halaman na C3. Ang mga halaman ng C4 ay may kakayahang magsagawa ng potosintesis kahit na sarado ang stomata. Samakatuwid, ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga halaman ng C3 at C4 ay ang kanilang mga metabolic reaksyon, na tumatakbo sa panahon ng madilim na reaksyon ng potosintesis.

Sanggunian: 1. Berg, Jeremy M. "The Calvin Cycle Synthesizes Hexoses from Carbon Dioxide and Water." Biochemistry. Ika-5 edisyon. U.S. National Library of Medicine, 01 Enero 1970. Web. 16 Abril 2017. 2. Pagpasyal, Harvey. "CO2 Metabolism habang potosintesis." Molecular Cell Biology. Ika-4 na edisyon. U.S. National Library of Medicine, 01 Enero 1970. Web. 16 Abril 2017.

Kagandahang-loob ng Larawan: 1. "Seksyon ng cross ng Arabidopsis thaliana, isang halaman na C3" Ni Ninghui Shi - Sariling gawain (CC BY-SA 3.0) sa pamamagitan ng Commons Wikimedia 2. "Seksyon ng cross ng mais, isang halaman ng C4" Ni Ninghui Shi - Sariling gawain, (CC BY-SA 3.0) sa pamamagitan ng Wikimedia Wikimedia