مقایسه گیاهان C3 ، C4 و CAM به طور کامل
دانستن نوع گیاه چه اهمیتی برای انسان ها داره؟
گیاهان ، توانایی فتوسنتز با استفاده از نور رو دارن و وجود این نور برای اونها خیلی مهمه. از اونجایی که گیاهان برخلاف جانوران توانایی حرکت کردن رو ندارن ، پس اگر در شرایط نامساعدی قرار بگیرن یا خطری اونها رو تهدید کنه ، میتونه باعث افزایش مقاومت اونها ، یا از بین رفتن اونها بشه.
گیاهان وقتی در شرایط نامساعد محیطی مانند شدت بالای نور ، افزایش بیش از حد گرما یا کمبود Co2 یا افزایش o2 قرار بگیرن ، ممکنه تنفس نوری انجام بدن و خودشون ، با دستان خودشون از بین برن. به همین خاطر گیاهان بر اساس فرآیند های فتوسنتزی که انجام میدن برای بهبود مقاومتشون ، اونها رو به سه دسته گیاهان C3 ، C4 و CAM طبقه بندی میکنن. دلیلی هم که به این نام نامگذاریشون کردن بخاطر تعداد کربن مولکولیه که اولین بار بخاطر تثبیت کربن بوجود اومده. مثلا در حالت نرمال یک گیاه c3 ، کربن دی اکسید بعد از ترکیب با ریبولوزبیس فسفات و تجزیه اون ، یک اسید سه کربنی تولید شد که اون گیاه رو به c3 تبدیل کرد.
گیاه C3 چه ویژگی داره؟
گیاه C3 نازک نارنجی ترین گروه به حساب میاد. این گیاه عادی ترین حالت فتوسنتز رو داره و در صورت تغییری در شرایط کلی آب و هوا ، تنفس نوری خواهد داشت، مثل گل رز.
گیاه C3 ، در یاخته میانبرگ خودش فتوسنتز رو انجام میده و یاخته غلاف آوندیش کلروپلاست نداره ، دو لپه و تک لپه هم نداره ، این ویژگی در هر دو نوعشون میتونه دیده بشه.
میدونید که تصمیم روبیسکو که با اکسیژن رابطه داشته باشه یا Co2 باعث میشه که در گیاهان مختلف این طبقه بندی ها اتفاق بیوفته و گیاه C3 خیلی زیاد بهش خیانت میشه ، چون همین که روبیسکو CO2 نداشته باشه ، میره با O2 رابطه برقرار میکنه و میبرتش توی چرخه کالوین و زیر سرش بلند میشه. همین اتفاق باعث میشه که تنفس نوری اتفاق بیوفته.
پس گیاه C3 ما وقتی توی این شرایط قرار بگیره ، اتفاقات بدی براش میوفته که توی ویدئوی تنفس نوری بهش اشاره کردیم.
اتفاق بد چیاست؟ ATP مصرف میکنه ، فرآورده های فتوسنتزیش رو مصرف میکنه و تبدیل به یک گیاه مصرف کننده میشه و کم کم خشک میشه و از بین میره.
گیاه C4 چه ویژگی داره؟
این گیاه ، اومده از اتفاقی که برای C3 افتاده درس عبرت گرفته و سعی کرده آنزیم روبیسکو رو توی کلروپلاست یاخته غلاف آوندی محبوس کنه و فقط اونجا دیده بشن. درست شنیدید ، گیاهان C4 توی یاخته غلاف آوندیشون کلروپلاست دارن و چرخه کالوین رو اونجا انجام میدن.
CO2 وقتی وارد یاخته میشه فورا تثبیت میشه در کلروپلاست یاخته میانبرگ و اسید چهارکربنی رو میسازه ، اونم با آنزیمی غیر از روبیسکو که اون آنزیم علاقه ای به اکسیژن هم نداره و وفاداره به CO2 . پس دلیلی که میگن C4 ، یعنی اولین ماده پایدار ما اینجا چهار کربنیه.
حالا اون اسید چهار کربنی CO2 رو بسته بندی و آماده میفرسته به یاخته غلاف آوندی و اونجا تقدیم روبیسکو میکنه . روبیسکو توی گیاه C4 حق دیدن O2 رو نداره و فقط مجبوره با CO2 بره وارد چرخه کالوین بشه.
این اتفاق باعث میشه که گیاه C4 همیشه CO2 کافی برای آنزیم روبیسکو داشته باشه و از تنفس نوری تا حد زیادی جلوگیری میشه. این یعنی گیاه C4 مقاومت بالاتری در شرایط نامساعد داره و میتونه بیشتر مقاومت کنه.
حالا اگه شرایط خیلی خیلی خیلی نامساعد بشه ، ممکنه C4 هم ناچارا خیلی کم تنفس نوری داشته باشه ولی اون رو از پا در نمیاره.
از مثال هایی که کتاب شما از اون نام برده ، گیاه ذرت هست.
گیاه CAM چه ویژگی داره؟
جان سخت ترین گیاه در بین گیاهان روی کره زمین ، گیاهان CAM هستن که در شرایط نامساعد محیطی مثل کم آبی ، گرمای بسیار شدید و نور زیاد، مقاومت خیلی بالایی دارن. این گیاهان ساقه و اندام های گوشتی دارن که آب رو در خودشون ذخیره کنن.
حالا ویژگی کلیدی که این گیاهان برای حفظ جون خودشون دارن اینکه فرآیند جذب CO2 رو از چرخه کالوین خودشون از جهت زمانی به طور کامل جدا کردن ، ولی همش در یاخته میانبرگ انجام میشه. یعنی چطور؟
جذب CO2 و تثبیت اون بصورت 4 کربنی در طول شب که هوا خنکه انجام میشه. CO2 ها انباشته میشن و حسابی جمع میشن. و در طول CO2 های تثبیت شده ، آزاد میشن در میانبرگ و با کمک روبیسکو در چرخه کالوین استفاده میشن.
پست پیشنهادی: جمع بندی کامل مبحث تنفس یاخته ای در پروکاریوت ها
بهترین کاری که میشد رو گیاه CAM انجام داد و میتونه خودش رو در شرایط بسیار دشوار مقاوم نگهداره.
مقایسه کنیم !
حالا بریم و اینها رو مقایسه کنیم ، شما هم توی ویدئو با من همراهی کنید.
اولین چیزی که باید مقایسه کنیم ، وضعیت روزنه هاشونه:
گیاه C3 روزنه هاش توو حالت نامساعد بسته میشه تحت تاثیر هورمون آبسیزیک اسید و در حالت عادی بازه ، شب و روزم نداره.
گیاه C4 در شرایط دشوار روزنه هاش بسته و در حالت عادی بازه یعنی مشابه C3
گیاه CAM در روز بسته و در شب باز هست.
حالا محل انجام چرخه کالوین:
گیاه C3 کلروپلاست در یاخته میانبرگ و تمام یاخته هایی که فتوسنتز دارن
گیاه C4 در کلروپلاست غلاف آوندی و نگهبان روزنه
گیاه CAM در یاخته هایی که کلروپلاست دارن
تنفس نوری:
در گیاه C3 انجام میشه
در گیاه C4 به ندرت انجام میشه
و در گیاه CAM هم به ندرت انجام میشه
سایر ویژگی ها :
در گیاه C3 تثبیت کربن در یک مرحله انجام میشه.
در گیاه C4 و CAM تثبیت کربن در دو مرحله
و نکته آخر هم این هست که بسیاری از نهاندانگان جزو گیاهان C3 هستن و برخی از اونها در دسته C4 و CAM قرار میگیرن. با توجه به تغییرات آب و هوایی کره زمین ممکنه تنوع گروه های C4 و CAM افزایش پیدا بکنه.
با توجه به اینکه تثبیت کربن بصورت اسید 3 یا 4 کربنه انجام میشه. پس در زمانی که میزان CO2 تثبیت شده در یاخته افزایش پیدا کنه ، PH گیاه هم پایین تر میاد و اسیدی تر میشه.
تفاوت دیگری که وجود داره و توی فعالیت کتاب شما اومده ایناست:
دو تا نمودار داده که نمودار اول تاثیر غلظت CO2 بر میزان فتوسنتز رو در گیاهان C3 و C4 با هم مقایسه کرده. همونطور که میبینید گیاه C4 برای شروع فتوسنتز نیاز به غلظت کمتری نسبت به گیاه C3 داره . ولی گیاه C3 عملکرد بهتری رو در صورت وجود CO2 بیشتر داره و میتونه بیشتر و بهتر فتوسنتز کنه ولی گیاه C4 بعد از مدتی از CO2 اشباع میشه و فتوسنتز فرایند ثابتی رو پیش میگیره.
همچنین با افزایش شدت نور ، گیاه C3 تنفس نوری رو در پیش میگیره ولی گیاه C4 همچنان به فتوسنتز خودش ادامه میده.
لایک و کامنت یادتون نره که خیلی بهمون انرژی میده …
چنل درسینوفن هم سابسکرایب کنید که هر پنج شنبه ویدئو جدید داریم.
زنگوله اطلاع رسانی رو هم فعال کنید تا به محض انتشار ویدئو بهتون اطلاع رسانی بشه.
برای اطلاع از جدیدترین اخبار ، مقالات و دوره های سایت میتوانید در خبرنامه پیامکی ما ثبت نام کنید.
متشکرم