فتوسنتز چیست؟ + انواع و مراحل آن

مسیرهای اصلی فتوسنتزی

سه نوع اصلی از مسیرهای فتوسنتزی وجود دارد: C3، C4 و CAM. همه آنها از دی‌اکسید کربن (CO2) برای تولید قندها با استفاده از چرخه کالوین استفاده می‌کنند، اما هر مسیر کمی متفاوت است.

• مسیر C3

اکثر گیاهان از فتوسنتز C3 استفاده می‌کنند که به نام ترکیب سه‌کربنه 3-PGA که در طول چرخه کالوین استفاده می‌شود، نامگذاری شده است. گیاهان C3 شامل غلات (گندم و برنج)، پنبه، سیب‌زمینی و سویا هستند.

• مسیر C4

گیاهانی مانند ذرت و نیشکر از فتوسنتز C4 استفاده می‌کنند. این فرایند از یک ترکیب واسط چهارکربنه (به نام اگزالواستات) استفاده می‌کند که به مالات تبدیل می‌شود. مالات سپس به غلاف دسته‌ای منتقل می‌شود که در آنجا تجزیه شده و CO2 آزاد می‌کند، که سپس توسط روبیسکو تثبیت می‌شود و در چرخه کالوین به قندها تبدیل می‌شود (مانند فتوسنتز C3). گیاهان C4 برای محیط‌های گرم و خشک بهتر تطبیق یافته‌اند و می‌توانند حتی زمانی که روزنه‌هایشان بسته است کربن را تثبیت کنند (زیرا یک راه‌حل ذخیره‌سازی هوشمند دارند).

• مسیر CAM

متابولیسم اسید کراسولاسه‌ایی (CAM) در گیاهانی که به محیط‌های بسیار گرم و خشک تطبیق یافته‌اند، مانند کاکتوس‌ها و آناناس‌ها، یافت می‌شود. وقتی روزنه‌ها برای گرفتن CO2 باز می‌شوند، خطر از دست دادن آب به محیط بیرون وجود دارد. به همین دلیل، گیاهان در محیط‌های بسیار خشک و گرم تطبیق یافته‌اند. یکی از این تطبیق‌ها CAM است، که در آن گیاهان روزنه‌ها را در شب باز می‌کنند (وقتی دما پایین‌تر است و خطر از دست دادن آب کمتر است). CO2 از طریق روزنه‌ها وارد گیاهان می‌شود و به اگزالواستات تثبیت می‌شود و به مالات یا یک اسید آلی دیگر تبدیل می‌شود (مانند مسیر C4). CO2 سپس برای واکنش‌های وابسته به نور در طول روز در دسترس است و روزنه‌ها بسته می‌شوند، که خطر از دست دادن آب را کاهش می‌دهد.