Différence entre les plantes C3 et C4

Le différence clé entre les plantes C3 et C4 est que Les plantes C3 forment un composé à trois carbone comme premier produit stable de la réaction sombre tandis que les plantes C4 forment un composé à quatre carbone comme premier produit stable de la réaction sombre.

La photosynthèse est un processus léger qui convertit le dioxyde de carbone et l'eau en sucres riches en énergie dans les plantes, les algues et les cyanobactéries. Pendant la réaction légère de la photosynthèse, la photolyse des molécules d'eau se produit. À la suite de la photolyse de l'eau, l'oxygène libère comme sous-produit. Après la réaction de lumière, la réaction sombre commence et elle synthétise les glucides en fixant le dioxyde de carbone. Cependant, l'oxygène généré à partir de la réaction de lumière peut se lier à l'enzyme principale de la réaction sombre qui est RUBP oxygénase-carboxylase (Rubisco) et effectuer de la photospiration. La photororélation est un processus qui gaspille l'énergie et diminue la synthèse des glucides. Par conséquent, afin d'empêcher la photororespiration, il existe trois façons différentes de savoir que la réaction sombre se produit dans les plantes pour empêcher la réunion de l'oxygène avec Rubisco. Par conséquent, selon la façon dont la réaction sombre se déroule, il existe 3 types de plantes; à savoir, les plantes C3, les plantes C4 et les plantes CAM.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Que sont les plantes C3
3. Que sont les plantes C4
4. Similitudes entre les plantes C3 et C4
5. Comparaison côte à côte - C3 vs C4 Plantes sous forme tabulaire
6. Résumé

Que sont les plantes C3?

Environ 95% des plantes sur Terre sont des plantes C3. Comme son nom l'indique, ils réalisent le mécanisme photosynthétique C3 qu'est le cycle Calvin. On pense que la photosynthèse du C3 est survenue près de 3.Il y a 5 milliards d'années. Ces plantes sont principalement des plantes de feuilles boisées et rondes. Dans ces plantes, la fixation du carbone se déroule dans les cellules de mésophylle qui sont juste sous l'épiderme.

Le dioxyde de carbone entre de l'atmosphère aux cellules de mésophylle à travers les stomates. Puis la réaction sombre commence. La première réaction est la fixation du dioxyde de carbone avec du bisphosphate de ribulose en phosphoglycérate qui est un composé à trois carbone. En fait, c'est le premier produit stable des plantes C3. La ribulose bisphosphate carboxylase (Rubisco) est l'enzyme qui catalyse cette réaction de carboxylation chez les plantes. De même, le cycle Calvin se produit cycliquement lors de la production de glucides.

Figure 01: plantes C3

Par rapport aux plantes C4, les plantes C3 sont inefficaces concernant leur mécanisme photosynthétique. C'est à cause de la survenue de photororespiration dans les plantes C3. La photororepiration se produit en raison de l'activité de l'oxygénase de l'enzyme Rubisco. L'oxygénation de Rubisco fonctionne dans la direction opposée à la carboxylation, annule efficacement la photosynthèse en gaspillant de grandes quantités de carbone à l'origine fixées par le cycle Calvin à grands frais et entraîne une perte de dioxyde de carbone des cellules qui réparent du dioxyde de carbone. De même, l'interaction avec l'oxygène et le dioxyde de carbone se produit sur le même site sur Rubisco. Ces réactions concurrentes fonctionnent normalement à un rapport de 3: 1 (carbone: oxygène). Ainsi, il est clair que la photospiration est un processus de lumière stimulé qui consomme de l'oxygène et évolue du dioxyde de carbone.

Que sont les plantes C4?

Les plantes C4 sont présentes dans les zones sèches et à haute température. Environ 1% des espèces végétales ont une biochimie C4. Quelques exemples de plantes C4 sont le maïs et la canne à sucre. Comme son nom l'indique, ces plantes réalisent le mécanisme photosynthétique C4. On pense que la photosynthèse de C4 s'est produite il y a près de 12 millions d'années; longtemps après l'évolution du mécanisme C3. Les plantes C4 peuvent être mieux adaptées maintenant, car les niveaux actuels de dioxyde de carbone sont bien inférieurs à 100 millions d'années.

Les plantes C4 sont beaucoup plus efficaces pour capturer le dioxyde de carbone.  De plus, la photosynthèse C4 se trouve à la fois dans les espèces de monocot et de dicot. Contrairement aux plantes C3, le premier produit stable formé pendant la photosynthèse est l'acide oxaloacétique, qui est un composé à quatre carbone. Plus important encore, les feuilles de ces plantes montrent un type d'anatomie spécial appelé «kranz anatomie». Il y a un cercle de cellules de gaine de faisceau avec des chloroplastes autour des faisceaux vasculaires par lesquels les plantes C4 peuvent être identifiées.

Figure 02: plantes C4

Dans cette voie, la fixation du dioxyde de carbone se produit deux fois. Dans le cytoplasme cellulaire de la mésophylle, CO₂ Premier correctifs avec le phosphoenolpyruvate (PEP), qui agit comme un accepteur principal. La réaction est catalysée par l'enzyme de la carboxylase Pep. Ensuite, PEP se convertit en malate puis en pyruvate libérant Co₂. Et, ce co₂ à nouveau des correctifs pour la deuxième fois avec du bisphosphate de ribulose, pour former 2 phosphoglycérates pour effectuer le cycle Calvin.

Quelles sont les similitudes entre les plantes C3 et C4?

• Les plantes C3 et C4 réparent le dioxyde de carbone et produisent des glucides.
• Ils effectuent une réaction sombre.
• De plus, les deux types de plantes effectuent la même réaction légère.
• De plus, ils ont des chloroplastes pour effectuer la photosynthèse.
• Leur équation photosynthétique est similaire.
• De plus, RUBP implique une réaction sombre des deux types de plantes.
• Les deux plantes produisent du phosphoglycérate.

Quelle est la différence entre les plantes C3 et C4?

Les plantes C3 produisent de l'acide phosphoglycérique comme le premier produit stable de la réaction sombre. C'est un composé à trois carbone. D'un autre côté, les plantes C4 produisent de l'acide oxalo-acétique comme le premier produit stable de la réaction sombre. C'est un composé à quatre carbone. Par conséquent, c'est la principale différence entre les plantes C3 et C4.

De plus, l'efficacité photosynthétique des plantes C3 est inférieure à l'efficacité photosynthétique des plantes C4. Il est dû à la photororespiration observée dans les plantes C3 qui est négligeable dans les plantes C4. Ainsi, c'est une autre différence entre les plantes C3 et C4. Lorsque vous envisagez les différences structurelles, les plantes C3 n'ont pas deux types de chloroplastes et d'anatomie kranz dans les feuilles. D'un autre côté, les plantes C4 ont deux types de chloroplastes, et ils montrent de l'anatomie kranz dans les feuilles. Par conséquent, c'est aussi une différence entre les plantes C3 et C4.

De plus, une autre différence entre les plantes C3 et C4 est que les plantes C3 réparent le dioxyde de carbone qu'une seule fois tandis que les plantes C4 réparent le dioxyde de carbone deux fois. De ce fait, l'assimilation C est moins dans les plantes C3 tandis que l'assimilation C est élevée dans les plantes C4. Non seulement cela, les plantes C4 peuvent effectuer une photosynthèse lorsque les stomates sont fermés et sous des concentrations de lumière très élevées et un CO faible₂ concentrations. Cependant, les plantes C3 ne sont pas en mesure d'effectuer une photosynthèse lorsque les stomates sont fermés et sous des concentrations de lumière très élevées et un CO faible₂ concentrations. Par conséquent, il s'agit également d'une différence significative entre les plantes C3 et C4. De plus, les plantes C3 et les plantes C4 diffèrent du premier accepteur de dioxyde de carbone. RUBP est le CO₂ Accepteur dans les plantes C3 tandis que PEP est le premier CO₂ Accepteur dans les plantes C4.

Résumé - C3 vs C4 Plants

C3 et C4 sont deux types de plantes. Les plantes C3 sont très courantes tandis que les plantes C4 sont très rares. La principale différence entre les plantes C3 et C4 dépend du premier produit en carbone qu'ils produisent pendant la réaction sombre. Les plantes C3 effectuent le cycle Calvin et produisent un composé à trois carbone comme premier produit stable tandis que les usines C4 effectuent un mécanisme C4 et produisent quatre composés carbone comme premier produit stable. De plus, les plantes C3 montrent moins d'efficacité photosynthétique tandis que les plantes C4 montrent une grande efficacité photosynthétique. De plus, les plantes C3 n'ont pas d'anatomie kranz dans les feuilles, et ils n'ont pas non plus deux types de chloroplastes. D'un autre côté, les plantes C4 ont une anatomie kranz dans leurs feuilles, et ils ont également deux types de chloroplastes. Ainsi, c'est le résumé des plantes C3 et C4.

Référence:

1. Szczepanik, et al. «Sur le mécanisme de C 4 Photosynthèse Échange intermédiaire entre la mésophylle de Kranz et les cellules de gaine du faisceau dans les graminées.»OUP Academic, Oxford University Press, 28 mars. 2008. Disponible ici 
2. Étude.com, étude.com. Disponible ici 

Image gracieuseté:

1.«Diagramme de photospiration simplifié» par Rachel Purdon - propre travail, (CC By-SA 3.0) via Commons Wikimedia 
2."Hatchslackpathway2" par Adenosine (talk) - Hatchslackpathway.SVG, (CC BY-SA 2.5) Via Commons Wikimedia