Regulacija fotosinteze c4 i cam

REGULACIJA FOTOSINTEZE

C4 I CAM FOTOSINTEZA

Faktori koji utiču na intenzitet fotosinteze1. Svetlost2. Kiseonik 3. Temperatura 4. Vodni deficit

1. Svetlost Skiofite – biljke senke; ne podnose puno dnevno osvetljenje, primer

šumske biljke. Povećanje intenziteta svetlosti ne utiče na fotosintezu, na max vrednostima se ona zaustavlja

Heliofite – biljne vrste koje rastu u uslovima pune dnevne svetlosti. Ne podnose zasenčenost. Povećanje intenziteta svetlosti dovodi do povećanja intenziteta fotosinteze

• Višak energije štetno deluje na biljku

• Oštećenje membrana

• Denaturacija proteina, enzima, PSII

• Stvaranje slobodnih radikala kiseonika

2. Ugljendioksid Povišena koncentracija CO2

povećava intenzitet fotosinteze do tačke zasićenja RuBP

3. Kiseonik Visoka koncentracija kiseonika

smanjuje intenzitet fotosintezePospešuje se fotofosforilacija (glavni

problem)remeti se transport elektrona,

fotofosforilacija,, neki enzimi Kalvinovog ciklusa

Niska koncentracija kiseonika utiče na narušavanje procesa disanja čime se posredno remeti fotosinteza

4. Temperatura Kod biljaka umerenih zona (C3 biljke) optimalna

tačka je oko 25°C, maksimum je oko 40°C Biljke sušnih i izuzetno toplih predela (C4 i CAM)

su prilagođene da vrše fotosintezu na mnogo višim t

5. Vodni deficit U uslovima vodnog deficita naglo se

smanjuje intenzitet fotosinteze

•Suša•Visok intenzitet sunčevog zračenja•Visoke temperature•Zatvaranje stoma danju•Rubisco ima veći afinitet za O2 nego

za CO2

problemi•Niska koncentracija CO2, visoka

koncentracija O2•Pojava fotorespiracije – nepotrebno

trošenje ATP-a dobijenog u svetloj fazi

•Nemogućnost fotosintetiasnja u mraku

posledice

•C4 fotosinteza•CAM fotosintezarešenje

С3 tip fotosinteze Većina hidrofita, mezofita i kserofita Fotosintetičko tkivo – mezofil – palisadne ćelije Stome danju otvorene, noću zatvorene Primarni akceptor atmosferskog CO2 je RuBP Prvi enzim Rubisco Prvi stabilni produkt je C3 fragment – PGA

(fosfoglicerat) Visok nivo fotorespiracije Za 1 molekul glukoze utroši se 12 molekula

NADPH+H+ i 18 molekula ATP-a

С4 tip fotosinteze Samo kod tropskih biljaka, ponekad kod mezofita Mnogo manja ili zanemarljiva fotorespiracija Za 1 molekul glukoze utroši se 12 molekula NADPH+H+ i 30

molekula ATP-a Dvostruka fiksacija CO2 Jedinstvena Kranc anatomija lista: ćelije mezofila (palisadne ć.)

raspoređene u obliku venca oko krupnih ćelija sare provodnog snopića

“Zamka za CO2 “ - Primarni akceptor atmosferskog CO2 je PEP (fosfoenolpiruvat) u ćelijama kružnog mezofila

Sekundarni akceptor CO2 je RuBP u ćelijama sare provodnog snopića

Prvi enzim je PEP karboksilaza Prvi stabilni produkt je C4 fragment oksalsirćetna kiselina

(OOA)

Kada je spoljašnja temperatura visoka, stome se zatvaraju da bi se sprečio gubitak vode iz biljke.

Time se sprečava i difuzija CO2, a raste koncentracija O2 u ćeliji Dolazi do FOTORESPIRACIJE tj. Rubisko počinje da vezuje O2 i time usporava

fotosintezu. Jer se troši ATP U ćelijama kružnog palisadnog tkiva dolazi do vezivanja CO2 na PEP kiselinu i

stvaranja jabučne kiseline (malat). Malat sadrži 4 C atoma Malat se posle toga transportuje u ćelije sare provodnog snopića i raspada se na

PEP i CO2. U ovim ćelijama RuBP ponovo fiksira CO2 i nastavlja se Kalvinov ciklus BIOLOŠKI SMISAO: prostorno su odvojene ćelije koje sadrže Rubisco od

kiseonika koji se nalazi u intercelularima mezofila Tako se stvara odnosno povećava koncentracija CO2 te C4 biljke imaju "jaču" i

"bržu" fotosintezu nego C3 biljke u uslovima više temperature (tropska i suptropska klima)

Primeri C4 biljaka: kukuruz šećerna trska sirak

CAM tip fotosinteze (Crassulacean Acid Metabolism) CAM biljke – sukulente, kserofite Stome noću zatvorene, danju otvorene Palisadne ćelije sa velikim vakuolama Za 1 molekul glukoze utroši se 12 molekula

NADPH+H+ i 39 molekula ATP-a Dvostruka fiksacija CO2 Primarni akceptor atmosferskog CO2 je PEP

(fosfoenolpiruvat) - noću Sekundarni akceptor CO2 je RuBP – danju Prvi enzim je PEP karboksilaza Prvi stabilni produkt je C4 fragment oksalsirćetna

kiselina (OOA)

Tokom noći, dok su im stome otvorene i mali su gubitci vode, one prikupljaju CO2 i u obliku malata ga čuvaju u velikim vakuolama

Po danu, malat prelazi u strome hloroplasta, razlaže se na piruvat i CO2, fiksira ga RuBP i nastavlja se Kalvinov ciklus

BIOLOŠKI SMISAO: vremenski su odvojeni procesi asimilacije i redukcije CO2 da bi se sačuvala voda

Primeri biljaka :Bryophyllumananasžednjaci (Sedum)

Literatura Branka M. Stevanović, Milorad M.

Janković – EKOLOGIJA BILJAKA, 2001, NNK International, Beograd

Craig Savage - Photosynthesis Part 5: C4 and CAM - https://www.youtube.com/watch?v=Dq38MpYOb8w&list=PL7F691D356A2544A7&index=21

http://www.majordifferences.com/2014/04/difference-between-c3-c4-and-cam-plants.html#.ViDUQCv8yZg