c3 식물 과 c4 식물 의 광합성 차이점은 광합성 경로에있는 주요 차이점에 있습니다. 이러한 식물들은 자체적으로 탄소를 수확하기위해서 탄산화된 단화탄소 (Co2) 를 수집하고 그 에너지를 이용합니다. 하지만 c3 식물 과 c4 식물 이 각각 서로 다른 방법을 사용하여 탄소를 포집하고 사용하는 것을 알 수 있습니다.
c3 식물의 광합성 차이점
c3 식물은 탄소 수화물을 첫 번째 제품으로 형성하는데 사진차합 역(Photosynthesis reversal) 이라는 과정을 사용합니다. 이러한 식물은 탄소 포화도가 낮고 온도 조건이 비교적 완만할 때 최적입니다. 이 점에서 보면 다음과 같은 차이점을 지니고 있습니다.
- 광합성 반응이 상대적으로 느립니다.
- 열 효율성에 대하여 효율이 떨어지는 경향이 있습니다.
- 이들은 특히 더워지고 건조한 환경에서는 더욱 효율이 떨어집니다.
그림 1은 c3 식물의 광합성 과정과 자세히 보여주고 있습니다.
| 과정 | 설명 |
|---|---|
| 광조성 | 광에너지를 이용하여 ATP 및 NADPH를 생성합니다. |
| 탄소 포집 | 단화탄소를 RuBP (리보스관 (Ribulose-1,5-bisphosphate))에 결합하여 6탄소 중간체를 형성합니다. |
| 탄소 감모 | 6탄소 중간체는 2개의 3-인산글리세럴데아인 (3-PGA)로 분해됩니다. |
| 당회합 | 펜토스 인음성인 1,3-디인산글리세럴데아인 (1,3-DPGA)이 ATP로 인해 인산화되어 3-인산글리세린알데하이드로(3PGA)로 돌아갑니다. |
| 당생성 | 나머지 과정에서 포도당이 생성되고 수확되며, ATP로 인한 인산화 반응 및 NADPH 전송의 영향을 받습니다. |
c4 식물의 광합성 차이점
반면, c4 식물은 탄소를 효과적으로 수확하기위해 c3 식물보다 더 복잡한 광합성 메커니즘을 갖고 있습니다. 이러한 식물은 낮은 탄소 포화도 및 높은 온도 조건에서 최적입니다. 다음은 c4 식물의 광합성 차이점의 몇 가지 예입니다.
- 광합성 반응이 빠릅니다.
- 조건에 상관없이 더 효율적으로 작동합니다.
- 더 높은 열 효율성을 갖고 있습니다.
이러한 차이가 발생하는 이유는 c4 식물이 두 개의 세포 유형, “메소필” 및 “밀폴”을 사용하여 탄소를 처리하기 때문입니다. 그림 2는 c4 식물의 광합성 과정을 보여줍니다.
| 과정 | 설명 |
|---|---|
| 광조성 | 광에너지가 PSII와 PSI으로 전달됩니다. |
| 탄소 수집 | MEP(TP)로 알려진 “타낸드산”에서 CO2를 수집합니다. |
| 탄소 이동 | 탄소 분자는 “밀폴 세포로 이동하여” PEPCarboxylase에 의해 사분할됩니다. |
| 탄소 흡수 | PEP(H3PO3PE(H2)) 는 마식질 변위 (scrubbing)되어 마식질 화합물 중심좌와 독성 마식질을 생성합니다. 이 마식질은 비카보닐로 브로트 (Carboxylation) 되어 삼호산 이산화탄소 Son-Ebshstein 저해로 환원되고 NADP + 에 의해 지원됩니다. |
| 탄소 회합 | 마식질 화합물은 C4 화합물로변환이 이루어 집니다. |
| 탄소 이동 | C4 화합물은 C3 화합물로 변환되어 calvin 주기에 의해 당회합을 시작합니다. |
SubTopic 1: 착용 된 더 많은 물
c4 식물은 c3 식물보다 더 적은 물량을 사용하여 광합성을 수행합니다. 이는 c4 식물이 CO2를 효율적으로 수집하기 위해 잎사귀의 표면을 닫아 물의 증발을 줄이기 때문입니다. 따라서 c4 식물은 건조한 환경에서 가장 효율적으로 성장할 수 있습니다.
SubTopic 2: 탄산화 포화도
c3 식물은 연결과 동시에 Co2를 수집합니다. 따라서 환경에 따라 CO2의 양이 변할 수 있습니다. 한편, c4 식물은 낮은 탄산화 포화도에 대해서도 효율적으로 작동할 수 있으므로 c3 식물보다 더 가변적인 환경 조건에서 더 우월한 성능을 보입니다.
SubTopic 3: 열 효율성
c3 식물은 더 높은 온도에서 더 많은 탄소 손실을 경험합니다. 그러나 c4 식물은 열 효율성이 더 높아서 더 높은 온도에서도 탄소를 효과적으로 수집하고 사용할 수 있습니다.
SubTopic 4: C3 식물의 흔함
c3 식물은 보다 간단한 광합성 경로를 가지고 있기 때문에 점차적으로 발달하며 가장 흔한 형태의 광합성입니다. 대부분의 작물 및 식물은 c3 식물로 분류됩니다. 그들은 다양한 환경으로부터 영양분을 효과적으로 흡수 할 수있는 유연성을 제공하여 많은 생태계에서 번식과 생장을 유지합니다.
SubTopic 5: C4 식물의 특이성
c4 식물은 더 많은 광합성 경로를 가질뿐만 아니라 특수한 식물 종류에 제한적으로 나타나는 것으로 알려져 있습니다. 사막 및 열대 지역과 같은 특정 환경 조건에서 잘 적응하기 위해 진화한 것으로 알려져 있습니다. 주요 C4 풀은 베니내 기류입니다.
이러한 차이점들은 c3 식물과 c4 식물의 광합성 차이점을 설명합니다. 각 식물이 자신만의 방식으로 탄소를 수확하고 사용하는데 필요한 적절한 조건과 메커니즘을 갖추고 있습니다. 두 식물 모두 그 자신의 고유한 방식으로 광합성을 수행하며 다양한 환경에서 생존하고 성장할 수 있게 해주는 중요한 생화학적 프로세스입니다. 이러한 이유로 우리는 c3 식물과 c4 식물의 중요성과 차이점을 이해해야합니다.