fotosyntese er den proces, som planter bruger til at omdanne lys, kuldio .id og vand til sukkerarter, der brænder plantevækst ved hjælp af det primære fotosyntetiske en .ym Rubisco.
størstedelen af plantearter på jorden bruger C3 fotosyntese, hvor den første producerede carbonforbindelse indeholder tre carbonatomer., I denne proces, kuldioxid ind i en plante gennem sin stomata (mikroskopiske porer på bladene), hvor det midt i en serie af komplekse reaktioner, det enzym, Rubisco rettelser kuldioxid til sukker gennem Calvin-Benson cyklus. Imidlertid bremser to nøglebegrænsninger fotosyntesen.
- Rubisco sigter mod at fikse kuldio .id, men kan også fikse iltmolekyler, hvilket skaber en giftig to-carbonforbindelse. Rubisco fikserer ilt omkring 20 procent af tiden og indleder en proces kaldet fotorespiration, der genbruger den giftige forbindelse., Fotorespiration koster den planteenergi, den kunne have brugt til fotosyntese.
- når stomata er åbne for at lade kuldio .id ind, lader de også vanddamp ud, hvilket efterlader C3-planter en ulempe i tørke og miljøer med høj temperatur.
planter har imidlertid udviklet en anden form for fotosyntese for at hjælpe med at reducere disse tab i varme, tørre miljøer. I C4 fotosyntese, hvor der produceres en firekulstofforbindelse, tillader unik bladanatomi kuldio .id at koncentrere sig i ‘bundtkappe’ celler omkring Rubisco., Denne struktur leverer kuldio .id direkte til Rubisco, effektivt fjerner dens kontakt med ilt og behovet for fotorespiration. Hvad mere er, denne tilpasning tillader planter at tilbageholde vand gennem evnen til at fortsætte fastsættelse carbon mens stomata er lukket.C4-planter-inklusive majs, sukkerrør og sorghum—undgår fotorespiration ved at bruge et andet en .ym kaldet PEP under det første trin af carbonfiksering. Dette trin finder sted i mesophyll-cellerne, der er placeret tæt på stomata, hvor kuldio .id og ilt kommer ind i planten., PEP er mere tiltrukket af kuldio .idmolekyler og er derfor meget mindre tilbøjelige til at reagere med iltmolekyler. PEP fikserer kuldio .id i et fire-carbonmolekyle, kaldet malat, der transporteres til de dybere bundtkappeceller, der indeholder Rubisco. Malatet nedbrydes derefter til en forbindelse, der genanvendes tilbage til PEP og kuldio .id, som Rubisco fikserer til sukkerarter—uden at skulle håndtere de iltmolekyler, der er rigelige i mesophyll-cellerne.,
C3-planter ikke har den anatomiske struktur (ingen bundt jakke celler) eller den overflod af PEP carboxylase at undgå fotorespiration som C4-planter. Et fokus i RIPE-projektet er at skabe en mere effektiv vej til fotorespiration for at forbedre produktiviteten af C3-afgrøder. RIPE-projektet arbejder også på at forbedre fotosyntesen i C3-afgrøder for at sikre større fødevaresikkerhed under fremtidige klimascenarier., C3-planter er begrænset af kuldioxid og kan drage fordel af stigende niveauer af atmosfærisk kuldioxid som følge af klimakrisen. Imidlertid kan denne fordel opvejes af en samtidig stigning i temperaturen, der kan forårsage stomatal stress. C3 planter omfatter nogle af de vigtigste kilder til kalorier over hele verden: Co .pea, cassava, sojabønne og ris. De regioner, hvor disse afgrøder dyrkes i, er ofte varme og tørre, hvilket betyder, at de kunne drage fordel af energibesparelsesmekanismerne i C4 fotosyntese., Mens C3 fotosyntese har mere plads til forbedringer, antyder vores computermodeller, at vi kan forbedre begge typer fotosyntese for at øge afgrødeproduktionen.
Af: Katherine Meacham-Hensold || Redigeret af: Amanda Nguyen
Skriv et svar