21.5 C3, C4 en CAM fotosynthese

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

C3, C4 en CAM-fotosynthese

21.5 - Planten

Je weet inmiddels...

• De fotosynthesereactie bestaat uit twee reacties: ... en ...
• Tijdens de ... wordt energie uit ... gebruikt om ... te splitsen in ... , ... en ...
• Tijdens de ... wordt ... gemaakt van ... + de producten uit de ...

beperkende factor

Assimilatie en dissimilatie

Fotosynthese vind alleen overdag plaats.

De hoeveelheid glucose die gedurende de dag is gevormd heet de bruto primaire productie.  (BPP)

De gehele dag vind er dissimilatie plaats in de cel. 

BPP - dissimilatie = netto primaire productie (NPP)

Hoe hoger de NPP hoe hoger de productiviteit

Compensatie punt

Blad

Verschillende manieren van fotosynthese

Planten hebben drie manieren van fotosynthese ontwikkeld

Een plant kan één van deze manieren doen:

- C3-fotosynthese

-C4-fotosynthese

-CAM-fotosynthese

C3 komt het meeste voor (95%).
C4/CAM leveren een voordeel op in warme en/of droge locaties.

C3 planten

Meest voorkomend en het oudst. (alle bomen en struiken)

C3 is de 'normale' fotosynthese met licht- en donkerreactie.

Bij de lichtreactie wordt CO2 vastgelegd mbv zonlicht.

In de donkerreactie wordt m.b.v Rubisco (enzym) met CO2 glucose gemaakt via een C3-molecuul (vandaar de naam!).

Bij lage CO2-concentratie treedt schade op  --> fotorespiratie

Plant 'wil' dus zoveel mogelijk CO2 opnemen via huidmondjes. Nadeel is dat door het openen van de huidmondjes ook waterverlies optreed. Planten moeten dus schipperen tussen voldoende CO2 opname en niet te veel water verlies. C3 planten overleven dan ook het best in gematigde zones waar voldoende water is en niet te veel verdamping door de zon.

C4 planten

Voornamelijk grassen zoals mais en suikerriet

De licht- en donkerreactie zijn in ruimte van elkaar gescheiden. CO2 wordt gebonden via PEP-carboxylase (enzym) dat goed werkt bij lage CO2-concentratie. Er wordt nu een C4-molecuul gevormd....vandaar de naam ;) 

Op deze manier is er minder verlies van vastgelegd CO2 (minder fotorespiratie) en kan de plant met minder CO2 toe. De gevormde O2 heeft minder effect op de effectiviteit van rubisco omdat de O2 in andere cellen ontstaat.

Doordat Rubisco (enzym) beter werkt wordt er effectiever suiker gemaakt. 

De plant kan de huidmondjes dus vaker dicht houden omdat er minder CO2 nodig is. Hierdoor is dus ook minder verdamping.

C4 is een evolutionaire aanpassing aan warme omgevingen.

CAM planten

CAM-planten zijn vooral cactussen en vetplanten dus aangepast aan een droog milieu.

De planten laten overdag, als de verdamping het grootst is, de huidmondjes dicht om water te sparen.

`s Nachts zijn de huidmondjes open om CO2 op te nemen.

Dit CO2 wordt op geslagen als organische zuren in de vacuoles van speciale cellen.

Overdag kan dit opgeslagen CO2 uit de zuren gebruikt worden voor de donkerreactie. Deze vorm van fotosynthese is net als C4 effectiever dan C3 en heeft dus ook minder CO2 nodig. 

Ook hier heeft het gevormde O2 minder effect op Rubisco

Zie voor uitgebreide uitleg van C3, C4 en CAM-planten blz 171 en 172.

CAM planten

C4 planten

C3 planten

Lichtreactie en Calvincyclus in zelfde cel en op zelfde moment

Lichtreactie en Calvincyclus in andere cellen

Lichtreactie en Calvincyclus op andere tijdstippen

Wat zijn de voor- en nadelen van de C4 fotosynthese?

Wat zijn de voor- en nadelen van de CAM fotosynthese?