Biologie · Begrippenlijst

Wat is C4- en CAM-planten?

Definitie 14.12 Universitaire biologie — jaar 1 · Hoofdstuk 14 — Fotosynthese en autotrofie

C4-planten (mais, suikerriet, sorghum, veel tropische grassen) dichten het lek door CO2\mathrm{CO_2} te concentreren: in de mesofylcellen legt een enzym zonder affiniteit voor O2\mathrm{O_2} (PEP-carboxylase) bicarbonaat vast in een zuur met vier koolstoffen, dat naar de bundelscheedecellen rond de nerven wordt gebracht en daar wordt gedecarboxyleerd, wat het CO2\mathrm{CO_2} rond rubisco tienvoudig verhoogt en de oxygenatie onderdrukt — ten koste van twee extra ATP per CO2\mathrm{CO_2}. De twee celtypen vormen de kranz-anatomie (“krans”). CAM-planten (cactussen, ananas, agaven) scheiden diezelfde twee stappen in de tijd in plaats van in de ruimte: zij openen hun huidmondjes ’s nachts, slaan CO2\mathrm{CO_2} als appelzuur op in de vacuole, en geven het overdag achter gesloten huidmondjes aan rubisco af, waarbij zij per vastgelegde koolstof een tiende verliezen van het water dat een C3-plant verliest.

Kranz-anatomie in een maisblad: elke nerf is omkranst door grote bundelscheedecellen die volgepakt zijn met chloroplasten, en die zelf door mesofylcellen worden omringd. CO_2 wordt in de buitenste ring opgevangen en geconcentreerd afgeleverd bij rubisco in de binnenste.
Kranz-anatomie in een maisblad: elke nerf is omkranst door grote bundelscheedecellen die volgepakt zijn met chloroplasten, en die zelf door mesofylcellen worden omringd. CO2\mathrm{CO_2} wordt in de buitenste ring opgevangen en geconcentreerd afgeleverd bij rubisco in de binnenste.

Voorbeelden

Voorbeeld 14.13 (Welke plant waar)

Bij 20C20\,{}^{\circ}\mathrm{C} in vochtige lucht leggen een C3-tarweblad en een C4-maisblad koolstof met vergelijkbare snelheid vast, en betaalt de mais per koolstof twee ATP meer. Bij 35C35\,{}^{\circ}\mathrm{C} in droge lucht verliest de tarwe een derde van haar vastlegging aan fotorespiratie terwijl de mais niets verliest: C4-grassen overheersen in warm open land, C3-planten in het koele en beschaduwde. Een cactus legt naar beide maatstaven traag vast maar overleeft waar de andere van dorst zouden sterven.

Lees in het hoofdstuk →