תוֹכֶן
רוב האנשים יודעים כי צמחים משתמשים בפוטוסינתזה כדי ליצור אנרגיה באמצעות אור השמש. עם זאת, תהליך הפוטוסינתזה משתנה בין צמחים, תלוי בתנאי החיים שלהם. שלושה סוגים חשובים של פוטוסינתזה הם פוטוסינתזה C3, C4 ו- CAM.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
ההבדל העיקרי בין פוטוסינתזה C3, C4 ו- CAM הוא האופן בו צמחים מחלצים פחמן דו חמצני מאור השמש, התלוי במידה רבה בסביבת הצמחים. פוטוסינתזה C3 מייצרת תרכובת של שלוש פחמן דרך מחזור קלווין ואילו פוטוסינתזה C4 מייצרת תרכובת ביניים של ארבע פחמן שמתפצלת לתרכובת של שלוש פחמן למחזור קלווין. צמחים המשתמשים בפוטוסינתזה של CAM אוספים אור שמש במהלך היום ומקבעים מולקולות פחמן דו חמצני בלילה.
פוטוסינתזה
בפוטוסינתזה, צמחים ותרכובות אורגניות אחרות משתמשות באנרגיה מאור השמש כדי לחלץ חומרים מזינים מהאוויר והמים. אורגניזמים פוטוסינתטיים כוללים תרכובת ירוקה המכונה כלורופיל המכילה את האנזימים ATP ו- NADPH. כשהאנרגיה נספגת מאור השמש, תרכובות פוטוסינתטיות ממירות אנזימים אלו ל- ADP ו- NADP +. הצמח רותם את האנרגיה מהאנזימים המומרים כדי לחלץ פחמן דו חמצני מהאוויר והמים ומייצר מולקולות סוכר כמו גלוקוז. באמצעות פוטוסינתזה, צמחים מפרישים מולקולות פסולת הכוללות חמצן, מה שהופך את האוויר לנשימה לבעלי חיים.
פוטוסינתזה C3
אורגניזמים פוטוסינתטיים העוברים פוטוסינתזה C3 מתחילים את תהליך המרת האנרגיה, המכונה מחזור קלווין, על ידי ייצור תרכובת של שלוש פחמן הנקראת חומצה 3-פוספוגליצרית. זו הסיבה לכותרת "C3". פוטוסינתזה C3 היא תהליך חד-שלבי שמתרחש בתוך אברוני הכלורופלסט, המשמשים כמרכזי אחסון לאנרגיית אור השמש. הצמח משתמש באנרגיה זו כדי לשלב ATP ו- NADPH למולקולות סוכר מסודרות. בערך 85 אחוז מהצמחים עלי אדמות משתמשים בפוטוסינתזה C3.
C4 פוטוסינתזה
פוטוסינתזה C4 היא תהליך דו-שלבי המייצר תרכובת ביניים בעלת ארבע פחמן. התהליך הפוטוסינתטי מתרחש בכלורופלסט של תא מזופיל דק דופן. לאחר היווצרותו, הצמח שואב את מתחם הביניים לתא נדן צרור עבה, ושם הוא מפצל את התרכובת לפחמן דו חמצני ולתרכובת של שלוש פחמן. לאחר מכן עוברת הפחמן הדו-חמצני את מחזור קלווין, כמו בפוטוסינתזה C3. היתרון בפוטוסינתזה של C4 הוא בכך שהיא מייצרת ריכוז גבוה יותר של פחמן, מה שהופך את אורגניזמי ה- C4 למיומנים יותר לשרוד בבתי גידול עם אור נמוך ומים.
פוטוסינתזה של CAM
CAM הוא קיצור של חילוף החומרים של חומצות העצב. בסוג זה של פוטוסינתזה אורגניזמים סופגים אנרגית אור שמש במהלך היום ומשתמשים באנרגיה כדי לתקן מולקולות פחמן דו חמצני במהלך הלילה. במהלך היום, האומניזמים נוגעים בנתחים כדי להתנגד להתייבשות בעוד שהפחמן הדו-חמצני מהלילה הקודם עובר את מחזור קלווין. פוטוסינתזה של CAM מאפשרת לצמחים לשרוד באקלים צחיח ולכן היא סוג הפוטוסינתזה המשמשת קקטוסים וצמחי מדבר אחרים. עם זאת, צמחים לא מדבריים כמו אננס וצמחי אפיפיט כמו סחלבים משתמשים גם בפוטוסינתזה של CAM.