1. 탄소 고정의 공간 분리 :
* 2 세포 시스템 : C4 식물은 잎에 특수 세포를 가지고있다 :mesophyll 세포 및 묶음 시스 세포.
* PEP 카르 복실 라제에 의한 초기 고정 : Rubisco를 사용하는 대신, C4 식물은 초기에 Mesophyll 세포에서 포스 포에놀 피루 베이트 카르 복실 라제 (PEP 카르 복실 라제)를 사용하여 이산화탄소를 고정시킨다. 이 효소는 CO2에 대해 더 높은 친화력을 가지며 Rubisco와 달리 산소 결합에 덜 경향이 있습니다.
* 4- 탄소 화합물의 전달 : 생성 된 4- 탄소 화합물, 일반적으로 말 레이트 또는 아스 파르 테이트를이어서, 묶음 시스 세포로 운반한다.
* 데카르 복실화 및 캘빈 사이클 : 번들 피복 세포에서, 4- 탄소 화합물은 탈 카르 복 실화되어 CO2를 방출 한 다음,이어서 번들 시스 세포에서 Rubisco 주위에 농축된다. 이 고농도의 CO2는 광자추를 효과적으로 억제합니다.
2. 생화학 적 변형 :
* 더 높은 PEP 카르 복실 라제 활성 : C4 식물은 C3 식물에 비해 훨씬 높은 농도의 PEP 카르 복실 라제를 갖는다. 이를 통해 저농도에서도 CO2를 효율적으로 포착 할 수 있습니다.
* Rubisco 활동 증가 : 공간적으로 분리 되었음에도 불구하고, Rubisco 활성은 여전히 번들 외피 세포에서 중요합니다. C4 식물은 이들 세포에서 더 높은 수준의 Rubisco 활성을 갖도록 조정되었다.
3. 해부학 적응 :
* Kranz 해부학 : C4 식물은 종종 "Kranz Anatomy"라는 특수 잎 해부학을 가지고 있습니다. 이 구조는 혈관 묶음을 둘러싼 번들 외피 세포의 고리로 구성되며, 이는 중생절 세포로 둘러싸여 있습니다. 이 구조는 4- 탄소 화합물의 효율적인 수송을 허용하고 번들 시스 세포에서 CO2의 농도를 용이하게한다.
전반적으로, 이러한 적응은 C4 식물이 다음을 허용합니다.
* 광으로 최소화 : 번들 피복 세포에서 더 높은 CO2 농도는 Rubisco 결합 산소의 가능성을 감소시켜 광주물을 최소화합니다.
* 광합성 효율을 증가시킨다 : C4 플랜트는 C3 식물의 상당한 문제인 뜨겁고 건조한 환경에서 효과적으로 광합성을 효과적으로 계속 발전시킬 수 있습니다.
C4 식물의 예 :
* 옥수수
* 사탕 수수
* 수수
* 버뮤다 잔디
* Crabgrass
이러한 적응은 C4 식물이 C3 식물이 어려움을 겪고있는 환경에서 번성하여 열대 및 아열대 지역에서의 생태 학적 성공에 기여할 수있게 해주었다.
