Vergleich C3, C4 und CAM-Pflanzen

BSP FÜR WICHTIGSTE NUTZPFLANZEN ÖKOLOGISCHER STANDORT BLAT TANATOMIE ORT DER CO₂- FIXIERUNG AKZEPTOR DER CO₂-FIXIERUNG CO₂-FIXIERUNG NOTWENDIGKEIT DER ANPASSUNG UNTERSCHEID IM ABLAUF DER CO₂- FIXIERUNG (3-PFLANZEN weizen, Reis normale Temperaturen und Lichtverhältnisse Schichtentyp mit Palisaden- und Schwammgewebe Ctoriphe Spitthung im Stroma der Chloroplasten des Palisaden- und Schwammgewebes Ribulose-1,5-bisphosphat CO2 wird einmal im Calvin- Zyklus fixiert CO2-Bindung Phosphoglycerat (C3) als erstes stabiles an RubisCo -> 3- Zwischenprodukt -> Calvin- -> Zucker Zyklus keine räumliche und zeitliche Trennung C4-PFLANZEN Mais, Hirse, Zuckerrohr haben sich an wärmere Regionen mit höherer Lichteinstrahlung, also tropisches und subtropisches Klima angepasst Kranztyp mit Bündelscheidenzellen um die Leitbündel, nach außen schließen sich Mesophylzellen an PATBOR Chloroplasten Mesophyzale Leitbündel Sündelschelderzelle Speltoffnung 1. im Cytosol der Mesophyzellen 2. in den Chloroplasten der Bündelscheidenzellen Phosphoenolpyrovt (PEP) -> effektivere Bindung durch höhere CO2-Affinität als RubisCo CO2 wird zweimal fixiert 1. Fixierung von Co2 an PEP -> Carboxylierung von PEP -> zu Malat oxalacetat (C4) -> Reduktion 2. Decarboxylierung von Malat -> oxidative Abspaltung von CO₂ -> Entstehung Pyruvat -> Regeneration zu PEP -> Zucker Spaltöffnungen bei großer Hitze kaum oder gar nicht geöffnet -> weniger Co2 kann aufgenommen werden -> geringer Co2-Gehalt räumliche Trennung der Schritte: Die Kohlenstofffixierung und der Calvin-Zyklus vollziehen sich in verschiedenen Zelltypen keine zeitliche Trennung CAM-PFLANZEN Sukkulenten: Ananas, Kakteen, Bromeliengewächse sehr trocken, starke Sonneneinstrahlung und hohe Temperaturen, Anpassung an aride Bedingungen Schichttyp mit Mesophylzellen (ca. 20 Zellschichten mit Leitbündel ohne Bündelscheide) Zellschichten mit bündel ohne Bündelscheide im Cytosol und Chloroplasten der Mesophylzellen Phosphoenolpyrovt (PEP) -> effektivere Bindung durch höhere CO2-Affinität als RubisCo CO2 wird zweimal fixiert (1. nachts, 2. tags) 1. öffnung der Spaltzellen: Co2-Bindung (gleicher vorgang wie bei C4-Pflanzen) -> Apflesäure wird in vakuolen- flüssigkeit gespeichert -> Absenkung pH-wert -> Zucker. 2. Spaltzellen geschlossen: Decarboxylierung von Apfelsäure Cgleicher vorgang wie bei C4-Pflanzen) > Anstieg des pH-werts -> Zucker -> Co2 nicht ständig verfügbar, da Spaltöffnungen nur nachts geöffnet sind zeitliche...

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