C3와 C4 식물의 차이

이 기사는

1. C3 식물은 무엇입니까
- 정의, 특성, 기능, 예
2. C4 식물은 무엇입니까
- 정의, 특성, 기능, 예
3. C3 및 C4 식물의 차이점은 무엇입니까?

c3 식물

c3 식물은 캘빈주기를 광합성에서 어두운 반응의 메커니즘으로 사용합니다. 캘빈 사이클에서 생성 된 최초의 안정적인 화합물은 3- 포스 포 글라이 레이스입니다. 3- 포스 포 글리 활성은 3 개의 탄소 화합물이므로 캘빈주기는 C3 사이클이라고합니다. C3 식물은 효소, 리볼 로스 비스 포스페이트 카르 복실 라제 (Rubisco)에 의해 이산화탄소를 직접 고정시킨다. 이 고정은 mesophyll 세포의 엽록체에서 발생합니다. C3주기는 세 단계로 발생합니다. 첫 번째 단계 동안, 이산화탄소는 5 개의 탄소 당, 리볼 로스 1,5- 비스 포스페이트에 고정되어 있으며, 이는 대안 적으로 3- 포스 포 글리세 레이트로 가수 분해된다. 3- 포스 포 글라이 레이스 중 일부는 두 번째 단계 동안 포도당 6- 포스페이트, 포도당 1- 포스페이트 및 과당 6- 포스페이트와 같은 헥소스 포스페이트로 감소된다. 나머지 3- 포스 포 글리 활성은 재활용되어 리볼 로스 1,5- 포스페이트를 형성한다. 

C3 플랜트의 최적 온도 범위는 화씨 65-75도입니다. 토양 온도가 화씨 40-45도에 도달하면 C3 식물이 자라기 시작합니다. 따라서 C3 식물을 쿨 시즌 식물 이라고합니다 . 온도가 증가함에 따라 광합성의 효율이 낮아집니다. 봄과 가을 동안, C3 식물은 높은 토양 수분, 짧은 광주 기 및 시원한 온도로 인해 생산성이 있습니다. 여름에는 C3 식물이 고온과 토양 수분이 적기 때문에 생산성이 떨어집니다. C3 식물은 밀, 귀리 및 호밀과 같은 연례 식물 일 수 있으며, Fescues 및 Orchard와 같은 다년생 식물 일 수 있습니다. Arabidopsis thaliana 의 잎의 단면 C3 플랜트는 그림 1 에 표시됩니다. . 묶음 시스 셀은 분홍색으로 표시됩니다.

그림 1 :Arabidopsis Thaliana Leaf

C4 식물은 무엇입니까

c4 식물은 광합성의 어두운 반응에서 반응 메커니즘으로 해치 스택 사이클을 사용합니다. 해치 스택 사이클에서 생성 된 최초의 안정적인 화합물은 옥 살로 아세테이트입니다. 옥 살로 아세테이트는 4- 탄소 화합물이므로 해치 스택 사이클을 C4 사이클이라고합니다. C4 식물은 각각 이산화탄소, 메세 필 세포에서, 그 다음 번들 피루 세포에서, 포스 포에놀 피루 베이트 카르 복실 라제 및 리볼 로스 비스 포스페이트 카르 복실 라제 (Rubisco)에 의해 각각 이산화탄소를 고정시킨다. 메세 필 세포의 포스 포에놀 피루 베이트는 이산화탄소와 축합하여 옥스 살로 아세테이트를 형성한다. 이 옥 살로 아세테이트는 묶음 시스 세포로 옮기기 위해 말 레이트가된다. 묶음 피복 세포 내부에서 말 레이트는 데카르 복실화되어 이산화탄소가 이들 세포에서 캘빈 사이클에 이용할 수있게한다. 그런 다음 이산화탄소는 번들 외피 세포 내부에서 두 번째로 고정됩니다.

C4 플랜트의 최적 온도는 화씨 90-95도입니다. C4 식물은 화씨 60-65도에서 자라기 시작합니다. 따라서 C4 식물을 열대 또는 따뜻한 계절 식물이라고합니다. C4 식물은 토양에서 이산화탄소와 물을 수집하는 데 더 효율적입니다.  건조하고 뜨거운 조건에서 수분의 과도한 손실을 줄이기 위해 대부분의 시간 동안 가스 교환 스토마 마공을 가깝게 유지합니다. 연간 C4 식물은 옥수수, 진주 밀레트 및 수탕 라스입니다. 다년생 C4 식물은 버뮤다 그라스, 인도 잔디 및 스위치 그라스입니다. C4 식물의 잎은 크란츠 해부학을 전시합니다. 광합성 묶음 혈증 세포는 잎의 혈관 조직을 덮습니다. 이들 번들 피복 세포는 중피 세포로 둘러싸여있다. 크란츠 해부학을 나타내는 옥수수 잎의 단면이 그림 2 에 나와 있습니다. .

그림 2 :옥수수 잎

C3와 C4 식물의 차이

대체 이름

C3 식물 : C3 식물을 시원한 계절 식물이라고합니다.

C4 플랜트 : C4 식물은 따뜻한 계절 식물이라고합니다.

크란 즈 아나토미

C3 식물 : C3 식물의 잎에는 크란츠 해부학이 부족합니다.

C4 플랜트 : C4 식물의 잎은 크란츠 해부학을 가지고 있습니다.

세포

C3 플랜트 : C3 식물에서, 어두운 반응은 mesophyll 세포에 의해 수행된다. 묶음 시스 셀에는 엽록체가 없습니다.

C4 플랜트 : C4 식물에서, 어두운 반응은 mesophyll 세포와 묶음 시스 세포에 의해 수행된다.

엽록체

C3 식물 : C3 식물의 엽록체는 단형입니다. C3 식물에는 과립 엽록체 만 포함되어 있습니다.

C4 플랜트 : C4 식물의 엽록체는 이형적입니다. C4 식물은 세분화 및 농업 엽록체를 모두 함유한다.

말초 망상

C3 식물 : C3 식물의 엽록체에는 말초 망상이 없습니다.

C4 플랜트 : C4 식물의 엽록체는 말초 망상을 함유한다.

Photosystem II

C3 식물 : C3 식물의 엽록체는 PS II로 구성됩니다.

C4 플랜트 : C4 식물의 엽록체는 PS II로 구성되지 않습니다.

Stomata

C3 식물 : Stomata가 닫히면 광합성이 억제됩니다.

C4 플랜트 : 광합성은 Stomata가 닫히면 발생합니다.

이산화탄소 고정

C3 식물 : 단일 이산화탄소 고정은 C3 식물에서 발생합니다.

C4 플랜트 : 이중 탄소 고정은 C4 식물에서 발생합니다.

효율

C3 식물 : C3 식물에서는 이산화탄소 고정이 덜 효율적이고 느립니다.

C4 플랜트 : 이산화탄소 고정은 C4 식물에서 더 효율적이고 빠릅니다.

광합성의 효율성

C3 식물 : 광합성은 C3 식물에서 덜 효율적입니다.

C4 플랜트 : 광합성은 C4 식물에서 효율적입니다.

광도

C3 식물 : 이산화탄소 농도가 낮을 ​​때 C3 식물에서 광주물이 발생합니다.

C4 플랜트 : 저 이산화탄소 농도에서는 광전지가 관찰되지 않습니다.

최적 온도

C3 식물 : C3 식물의 최적 온도 범위는 화씨 65-75도입니다.

C4 플랜트 : C4 식물의 최적 온도 범위는 화씨 90-95도입니다.

카르 복실 라제 효소

C3 식물 : 카르 복실 라제 효소는 C3 식물에서 루비 스코입니다.

C4 플랜트 : 카르 복실 라제 효소는 C4 식물에서 펩 카르 복실 라제 및 루비 스코입니다.

어두운 반응에서 첫 번째 안정적인 화합물

C3 플랜트 : C3주기에서 생성 된 최초의 안정적인 화합물은 3- 포스 포 글리코산이라는 3- 탄소 화합물입니다.

C4 플랜트 : C4 사이클에서 생산 된 최초의 안정적인 화합물은 옥 살로 아세트산이라는 4 개의 탄소 화합물입니다.

식물의 단백질 함량

C3 식물 : C3 식물에는 높은 단백질 함량이 포함되어 있습니다.

C4 플랜트 : C4 식물은 C3 식물에 비해 낮은 단백질 함량을 포함합니다.

결론

C3 및 C4 식물은 광합성의 어두운 반응 동안 뚜렷한 대사 반응을 사용합니다. C3 식물은 캘빈주기를 사용하는 반면 C4 식물은 해치 슬랙주기를 사용합니다. C3 식물에서, 어두운 반응은 이산화탄소를 리볼 로스 1,5- 비스 포스페이트로 직접 고정시킴으로써 중피 세포에서 발생한다. C4 식물에서, 이산화탄소는 포스 포에놀 피루 베이트에 고정되어 캘빈주기가 발생하는 묶음 시스 세포로 이동하기 위해 말 레이트를 형성한다. 따라서, 이산화탄소는 C4 식물에서 두 번 고정된다. C4 메커니즘으로 조정하기 위해 C4 식물의 잎은 크란츠 해부학을 나타냅니다. 광합성의 효율은 C3 식물과 비교할 때 C4 식물에서 높다. C4 식물은 기공이 폐쇄 된 후에도 광합성을 수행 할 수 있습니다. 따라서 C3 식물과 C4 식물의 주요 차이점은 광합성의 어두운 반응 동안 작동하는 대사 반응입니다.

참조 :
1. Berg, Jeremy M.“캘빈주기는 이산화탄소와 물의 6 진수를 합성합니다.” 생화학. 5 판. 미국 국립 의학 도서관, 1970 년 1 월 1 일. 웹. 2017 년 4 월 16 일.
2. Lodish, Harvey. "광합성 중 CO2 신진 대사." 분자 세포 생물학. 제 4 판. 미국 국립 의학 도서관, 1970 년 1 월 1 일. 웹. 2017 년 4 월 16 일.