C3-фотосинтез
С3-фотосинтез представляет собой однин из трёх основных существующих на Земле метаболических путей для фиксации углерода наряду с С4 и CAM-фотосинтезом. В ходе этого процесса углекислый газ и рибулозобисфосфат (пятиуглеродный сахар) превращаются в две молекулы 3-фосфоглицерата посредством следующей реакции:
- СО2 + H2O + РуБФ → (2) 3-фосфоглицерат
Эта реакция происходит у всех растений, как первый шаг цикла Кальвина. У С4-растений углекислый газ фиксируется после высвобождения из малата, а не напрямую из воздуха.
С3-растения, как правило, процветают в районах с обилием подземных вод, умеренной интенсивностью солнечного света, умеренной температурой и концентрацией углекислого газа около 200 ppm или выше[1]. Эти растения зародились в Мезозое и Палеозое, задолго до появления С4-растений, и по-прежнему составляют около 95 % растительной биомассы Земли. В качестве примера можно привести рис и ячмень[2].
С3-растения теряют до 97 % воды, закаченной через корни в виде транспирации. По этой причине они не могут расти в жарких местах: главный фермент С3-фотосинтеза, Рубиско, с повышением температуры начинает активнее катализировать побочную реакцию РуБФ с кислородом. Утилизация побочных продуктов этой реакции происходит в ходе фотодыхания, что приводит к потере растением углерода и энергии и, следовательно, может ограничивать его рост. В засушливых районах С3-растения закрывают устьица, чтобы уменьшить потери воды, но это не даёт CО2 попадать в листья и снижает его концентрацию в листьях. В результате падает соотношение СО2:О2, что также усиливает фотодыхание. С4 и CAM-растения имеют приспособления, позволяющие им выживать в засушливых и жарких районах, и поэтому они могут вытеснить С3-растения в этих областях. Изотопная подпись С3-растений обеднена изотопом 13С по сравнению с подписью С4-растений.
Примечания
- ↑ C. Michael Hogan. 2011. «Respiration». Encyclopedia of Earth. Eds. Mark McGinley and C. J. Cleveland. National Council for Science and the Environment. Washington, D.C.
- ↑ Raven, J. A., Edwards, D. (2001). "Roots: evolutionary origins and biogeochemical significance". Journal of Experimental Botany. 52 (90001): 381—401. doi:10.1093/jexbot/52.suppl_1.381. PMID 11326045.
{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)