Fotosynthese Les 5: C3, C4 en CAM fotosynthese

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

C3, C4 en CAM-fotosynthese

20.3 en 20.5 Fotosynthese

Je weet ondertussen...

Fotosynthesereactie bestaat uit twee reacties:

• Lichtreactie: levert ATP en NADPH,H+
• Calvincyclus: chemische energie opslaan in glucose.

• De non-cyclische fosforylering levert evenveel ATP als NADPH,H+.
  
• Bij calvincyclus is meer ATP nodig, daarom af en toe cyclische fosforylering.
  

Chloroplast - bladgroenkorrel

Bevat 2 membranen.

Daarbinnen stapels thylakoïd.

Daarin bevind zich het pigment chlorofyl.

Lichtreactie speelt zich af in lumen en membraan van thylakoïd.

De calvincyclus in het stroma.

Deze les

Calvincyclus: chemische energie opslaan in glucose.

Planten hebben drie manieren van fotosynthese ontwikkeld:

• C3-fotosynthese (meeste planten: 95%)
  
• C4-fotosynthese
• CAM-fotosynthese

C4/CAM leveren een voordeel op in warme en/of droge locaties.

Waar waren we?

2 H₂O (water) is gesplitst in O₂ (zuurstof) en 4 H⁺. 4 e^- is gebruikt om energie uit licht te halen door de fotosystemen. Er is ATP en NADPH,H+ gevormd.

De calvin cyclus: glucose!!!

De calvin cyclus

Doel: energie opslaan in glucose.

Hiervoor is nodig voor 1 glucose (C₆H₁₂O₆): 

• 6 CO₂ 
• Water (H₂O)
  
• energie (18 ATP en 12 NADPH,H+)
• Enzym rubisco
• 6 C5-moleculen (ribulose-1,5-difosfaat)
  

De calvin cyclus

De calvin cyclus is een cyclus.

Door 6 koolstofatomen uit CO2 toe te voegen aan de aanwezige 6 C5-moleculen kan ik 1 C6-suiker maken.

De C5-moleculen worden weer teruggevormd voor een nieuwe cyclus.

biologiepagina.nl

De calvin cyclus

Stap 1: koolstofassimilatie

6 moleculen rubisco binden een C1 van CO2 aan een 6 C5-moleculen.

Resultaat 6 C6 moleculen die instabiel zijn:

vallen uiteen in 12 C3 moleculen.

De calvin cyclus

Stap 2: reductie

12 C3 moleculen: glycerinezuur-3-fosfaat

Investering ATP: aan alle 12 C3 koppel ik een fosfaat.

Verder investering: NAPDH,H+ geeft energie aan C3.

Resultaat: 12 C3 (glyceraldehyde-3-fosfaat)

De calvin cyclus

Stap 3: glucose vormen en herstellen cyclus

12 C3 (glyceraldehyde-3-fosfaat)

• Ik gebruik 2 C3 om 1 C6 (glucose) te maken.

• De andere 10 C3 gebruik ik om 6 C5 terug te vormen (ribulose-1,5-difosfaat).

Oefen nu eerst:

20.3 vraag 41, 42 en 43

C3, C4 en CAM fotosynthese

C3-Fotosynthese wordt meest gebruikt.

C4-fotosynthese en CAM is een adaptatie.

C3 is best bij hoge concentraties CO₂. Rubisco dat CO₂ bindt werkt dan het beste.

Bij lage CO₂ concentratie bindt rubisco O₂ ipv CO₂: fotorespiratie.

C3, C4 en CAM fotosynthese

C4-fotosynthese is een oplossing hiervoor.

Planten gebruiken ander enzym om eerst CO₂ te binden aan een C3-molecuul: C4-molecuul.

Dit molecuul verlaat weefsel naar andere weefsel. Daar geeft het CO₂ weer af voor de calvin cyclus. Er is daar dus geen O₂ aanwezig.

C3, C4 en CAM fotosynthese

CAM-plant is variatie op C4-fotosynthese.

Tijdens nacht binden zij CO2 aan een C3: C4.

Tijdens de dag als lichtreactie opstart, start ook de calvin cyclus op. C4-molecuul geeft dan CO2 weer af.

CO2 opnemen in de koele nacht.

Huidmondjes zijn dicht tijdens warme dag.

C3, C4 en CAM fotosynthese

Oefen met deze variaties op fotosynthese met de opdrachten uit §20.5:

vraag 67, 68