C4 vs CAM Plants: الفرق والمقارنة

النباتات لديها آلياتها للبقاء على قيد الحياة في الظروف البيئية الحرجة. على الرغم من أن بعض النباتات أكثر تكيفًا نسبيًا وبالتالي تعيش لفترة أطول.

C4 و CAM نوعان من النباتات المصنفة على أنها نباتات C3. هذه النباتات أكثر تكيفًا مع الحرارة ، وبالتالي يمكنها البقاء في بيئة أكثر سخونة حيث الماء نادرًا أو متاحًا بسهولة.

طريقتهم في تقليل فقد الماء تصنع الفرق بين هذين النباتين.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. تستخدم نباتات C4 مسار C4 الضوئي ، وهو أكثر كفاءة في الظروف الحارة والمشمسة.
2. تتبع نباتات CAM مسار استقلاب حمض الكراسولاسي (CAM) ، مما يمكنها من الحفاظ على المياه في البيئات القاحلة.
3. تفصل مصانع C4 تثبيت ثاني أكسيد الكربون ودورة كالفين مكانيًا ، بينما تفصلها مصانع CAM مؤقتًا.

C4 مقابل CAM Plants

الفرق بين نباتات C4 و CAM هو أن مصانع C4 تنتج 4 مركبات كربون وهي نباتات متوسطة الحجم. هذه نباتات صيفية مثل قصب السكر يمكن أن تحافظ على بيئة أكثر سخونة وتقلل أيضًا من إمدادات المياه إلى حد ما. على العكس من ذلك ، تشير نباتات CAM إلى نباتات Crassulacean Acid Metabolism. هذه النباتات لديها نهج أكثر فعالية للحفاظ على المياه والاستفادة من التمثيل الضوئي CAM.

مصنع C4 هو نوع من النباتات التي تستخدم تثبيت الكربون C4 والتي تحتها يرتبط ثاني أكسيد الكربون (CO2) في البداية بالفوسفوينول بيروفات في خلية الميزوفيل ، مما يؤدي بالتالي إلى إنتاج أو تكوين أربعة مركبات كربون.

قبل الدخول في دورة كالفين لعملية التمثيل الضوئي ، يتم أولاً تثبيت مصنع C4 في مركب ذرة رباعي الكربون.

يشير CAM إلى استقلاب حمض Crassulacean. تستخدم النباتات مثل الأناناس والصبار مسار أو آلية CAM لتقليل التنفس الضوئي.

أثناء الليل ، تكون البيئة أكثر برودة نسبيًا ؛ ومن ثم تقوم هذه النباتات بجمع ثاني أكسيد الكربون (CO2) وتخزين ثاني أكسيد الكربون المركز على شكل مالات.

في النهار ، يتم تحريره واستهلاكه لعملية التمثيل الضوئي.

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	C4 الشتلات	كام الشتلات
تعريف	هو نوع من النباتات التي تستخدم التمثيل الضوئي لـ C4 وتنتج أوكسالأسيتات كأول منتج ثابت خلال عملية تثبيت ثاني أكسيد الكربون	إنه نوع من النباتات التي تستخدم التمثيل الضوئي CAM
نوع النبات	نباتات C4 هي نبات متوسطي	نباتات CAM هي نباتات زيروفيتية
أول منتج مستقر	Oxaloacetate هو أول منتج مستقر لنباتات C4	في مصانع الطبابة البديلة ، يتشكل أوكسالو أسيتات في الليل بينما يتشكل 3 PGA (حمض الفوسفوجليسيريك) في النهار
خلية تشارك	حزمة خلايا غمد وخلايا ميسوفيل	خلايا ميسوفيل
تشريح كرانز	حاضر	غائب

ما هي C4 Plants؟

لتجنب التنفس الضوئي ، تستخدم بعض النباتات آلية التمثيل الضوئي C4. تسمى هذه الأنواع من النباتات نباتات C4.

على الجانب الآخر ، فإن التنفس الضوئي هو مجرد تفاعل مهدر تأخذ فيه النباتات الأكسجين وتطلق ثاني أكسيد الكربون.

تنتج مصانع C4 oxaloacetate كأول منتج مستقر أثناء عملية تثبيت الكربون. هذه النباتات متوسطة الحجم وتستخدم آلية أو مسار التمثيل الضوئي C4.

تشمل نباتات C4 نباتات مثل قصب السكر والذرة.

التمثيل الضوئي لـ C4 هو المسار البديل الذي يقلل من فتح الثغور في النهار ويزيد أيضًا من كفاءة إنزيم يسمى Rubisco ، والذي يشارك في تثبيت الكربون.

تحدث هذه العملية في خلايا غمد الحزمة وخلايا الميزوفيل. تشريح كرانز هو الهيكل المتخصص الذي يحدث فيه التمثيل الضوئي لـ C4.

أثناء إجراء التمثيل الضوئي C4 ، تستخدم النباتات PEP (فوسفوينول بيروفات) ، وهو إنزيم بديل في خلايا الميزوفيل.

يستخدم هذا الإنزيم في البداية أو الخطوة الأولى من إجراء تثبيت الكربون.

يتم تثبيت ثاني أكسيد الكربون (CO2) بواسطة PEP في C4 ، ثم إلى malate ، ثم يتم نقله أو نقله أخيرًا إلى خلايا الغمد.

في مسار التمثيل الضوئي C4 ، يتم تثبيت محتوى ثاني أكسيد الكربون في منطقتين من الأوراق.

ما هي نباتات CAM؟

تتكيف نباتات التمثيل الغذائي لحمض الكراسولاسيان (CAM) مع البيئة الجافة وتشمل الصبار والصبار.

تستخدم هذه النباتات عملية التمثيل الضوئي CAM لمنع فقدان الماء بسبب النتح والتبخر. يتم جمع ثاني أكسيد الكربون ليلاً، وتفتح الثغور.

في وقت لاحق ، يتم تخزين ثاني أكسيد الكربون الممتص لاحقًا على شكل مالات ، وهو مركب رباعي الكربون في فجوات.

Oxaloacetate هو أول منتج مستقر يتم إنتاجه أثناء عملية التمثيل الضوئي CAM في الليل ، ويتم إنتاج 3 PGA (حمض الفوسفوجليسيريك) أثناء النهار عندما يتم نقل Oxaloacetate أو malate إلى البلاستيدات الخضراء وإعادة تحويلها إلى ثاني أكسيد الكربون لدعم أو تسهيل عملية التمثيل الضوئي.

الاختلافات الرئيسية بين نباتات C4 و CAM

1. تختلف مصانع C4 و CAM عن بعضها البعض في جوانب مختلفة. مصنع C4 هو نوع من النباتات التي تستخدم التمثيل الضوئي لـ C4 وتنتج oxaloacetate كأول منتج ثابت أثناء عملية تثبيت ثاني أكسيد الكربون. نباتات الطبابة البديلة ، على الجانب الآخر ، تستخدم التمثيل الضوئي لـ CAM.
2. C4 وCAM هما نوعان مختلفان من النباتات. نباتات C4 هي نباتات متوسطة، وفي إنتاج الجلوكوز في هذه النباتات، هناك حاجة إلى 12 NADPH و18 ATP. نباتات CAM نباتات جفافية وتتطلب 12 NADPH و39 ATP لإنتاج الجلوكوز.
3. أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يتم تكوين أو إنتاج منتج مستقر. أنتجت مصانع C4 Oxaloacetate كأول منتج مستقر. على العكس من ذلك ، أنتجت مصانع الطبابة البديلة منتجين مستقرين. يتكون Oxaloacetate في الليل ، بينما يتم تكوين 3 PGA (حمض الفوسفوجليسيريك) خلال النهار.
4. أثناء إجراء تثبيت ثاني أكسيد الكربون ، تشارك عملية التمثيل الضوئي والخلايا الأخرى التي تساعد في المضي قدمًا في العملية. الخلايا المشاركة في نباتات C4 عبارة عن خلايا غمد حُزمة وخلايا ميسوفيل. على الجانب الآخر ، فإن الخلايا المشاركة في نبات CAM ليست سوى خلايا Mesophyll.
5. تخضع نباتات C4 و CAM لعملية التمثيل الضوئي على غرار النباتات الأخرى. لكن تشريح كرانز يصنع الفرق بين هذين. تشريح كرانز هو هيكل متخصص يتم فيه إجراء عملية التمثيل الضوئي. في نباتات C4 ، يوجد تشريح كرانز. لكن في نباتات الطبابة البديلة ، غائب كرانز أناتومي.

مراجع حسابات

1. https://www.thepharmajournal.com/archives/2017/vol6issue9/PartB/6-8-66-259.pdf
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031942204001931