![C3, C4 und CAM-Pflanzen im Vergleich - Varianten der Photosynthese [Biologie, Oberstufe]](https://i.ytimg.com/vi/9xaTrF3otfg/hqdefault.jpg)
Inhalt
Die meisten Menschen wissen, dass Pflanzen mithilfe der Photosynthese mit Sonnenlicht Energie erzeugen. Der Prozess der Photosynthese variiert jedoch zwischen den Pflanzen in Abhängigkeit von ihren Lebensbedingungen. Drei wichtige Arten der Photosynthese sind die C3-, C4- und CAM-Photosynthese.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Der Hauptunterschied zwischen der C3-, C4- und CAM-Photosynthese besteht in der Art und Weise, wie Pflanzen Kohlendioxid aus dem Sonnenlicht extrahieren, was weitgehend vom Lebensraum der Pflanzen abhängt. Bei der C3-Photosynthese entsteht über den Calvin-Zyklus eine Drei-Kohlenstoff-Verbindung, während bei der C4-Photosynthese eine intermediäre Vier-Kohlenstoff-Verbindung entsteht, die sich für den Calvin-Zyklus in eine Drei-Kohlenstoff-Verbindung aufspaltet. Pflanzen, die die CAM-Photosynthese verwenden, sammeln tagsüber Sonnenlicht und binden nachts Kohlendioxidmoleküle.
Photosynthese
In der Photosynthese nutzen Pflanzen und andere organische Verbindungen die Energie des Sonnenlichts, um Nährstoffe aus Luft und Wasser zu gewinnen. Photosynthetische Organismen enthalten eine grüne Verbindung namens Chlorophyll, die die Enzyme ATP und NADPH enthält. Mit der vom Sonnenlicht absorbierten Energie wandeln photosynthetische Verbindungen diese Enzyme in ADP und NADP + um. Die Pflanze nutzt die Energie der umgewandelten Enzyme, um Kohlendioxid aus Luft und Wasser zu extrahieren und Zuckermoleküle wie Glukose zu produzieren. Pflanzen scheiden durch Photosynthese Abfallmoleküle aus, einschließlich Sauerstoff, wodurch die Luft für Tiere atmungsaktiv wird.
C3 Photosynthese
Photosynthetische Organismen, die eine C3-Photosynthese eingehen, beginnen den Prozess der Energieumwandlung, der als Calvin-Zyklus bekannt ist, indem sie eine 3-Kohlenstoff-Verbindung namens 3-Phosphoglycerinsäure produzieren. Dies ist der Grund für den Titel "C3". Die C3-Photosynthese ist ein einstufiger Prozess, der innerhalb der Chloroplastenorganellen stattfindet, die als Speicher für Sonnenenergie dienen. Die Pflanze nutzt diese Energie, um ATP und NADPH zu geordneten Zuckermolekülen zu verbinden. Etwa 85 Prozent der Pflanzen auf der Erde nutzen die C3-Photosynthese.
C4-Photosynthese
Die C4-Photosynthese ist ein zweistufiger Prozess, bei dem eine Zwischenverbindung mit vier Kohlenstoffatomen hergestellt wird. Der Photosynthesevorgang findet im Chloroplasten einer dünnwandigen Mesophyllzelle statt. Einmal hergestellt, pumpt die Pflanze die Zwischenverbindung in eine dickwandige Bündelhüllenzelle, wo sie die Verbindung in Kohlendioxid und eine Drei-Kohlenstoff-Verbindung aufspaltet. Das Kohlendioxid durchläuft dann wie bei der C3-Photosynthese den Calvin-Zyklus. Der Vorteil der C4-Photosynthese besteht darin, dass sie eine höhere Kohlenstoffkonzentration erzeugt, wodurch C4-Organismen in Lebensräumen mit wenig Licht und Wasser besser überleben können.
CAM-Photosynthese
CAM ist eine Abkürzung für Crassulacean Acid Metabolism. Bei dieser Art der Photosynthese absorbieren Organismen tagsüber Sonnenlicht und binden nachts Kohlendioxidmoleküle. Tagsüber schließen sich die Stomata der Organismen, um dem Austrocknen zu widerstehen, während das Kohlendioxid der vorangegangenen Nacht den Calvin-Zyklus durchläuft. Die CAM-Photosynthese ermöglicht Pflanzen das Überleben in trockenen Klimazonen und ist daher die Art der Photosynthese, die von Kakteen und anderen Wüstenpflanzen verwendet wird. Nicht-Wüstenpflanzen wie Ananas und Epiphytenpflanzen wie Orchideen verwenden jedoch auch die CAM-Photosynthese.