С4-фотосинтез

В 1965 г. было обнаружено, что первыми продуктами фотосинтеза у сахарного тростника (растение тропиков) являются органические кислоты, в состав которых входят 4 атома углерода (яблочная, щавелевоуксусная и аспарагиновая), а не 3С-кислота (фосфоглицериновая), как у большинства растений умеренного климата.

С тех пор выявили множество растений, в основном тропических и субтропических, и имеющих порой важное экономическое значение, у которых фотосинтез протекает по такому же пути. Они получили название С4-растений

Примерами могут служить кукуруза, сорго, сахарный тростник и просо. Растения, в которых первым продуктом фотосинтеза является трехуглеродная фосфо-глицериновая кислота, носят название С3-растения. Биохимию именно С3-растений мы рассматривали до сих пор в этой главе.

В 1966 г. австралийские исследователи Хэтч и Слэк (Hatch, Slack) показали, что С4-растения значительно эффективнее, чем С3-растения, поглощают диоксид углерода: они способны удалять CO₂ из экспериментальной атмосферы вплоть до концентрации 0,1 части на миллион, тогда как для С3-растений это значение составляет 50—100 ч млн-1.

Хэтч и Слэк описали новый путь метаболизма углерода у С4-растений, получивший название путь Хэтча—Слэка. Далее мы изучим этот процесс на примере типичного С4-растения — кукурузы. У С4-растений листья имеют характерную особенность строения: вокруг каждого проводящего пучка у них расположены два ряда клеток.

У клеток внутреннего кольца — обкладки проводящего пучка — хлоропласты по своей форме отличаются от хлоропластов клеток мезофилла внеш- него кольца.

Различие в строении хлоропластов у С4-растений получило название диморфизма (наличие двух форм). На рис. 7.21, А и Б показана так называемая «кранц-анатомия» (Kranz — корона, ореол; таким образом описываются те два ряда клеток, которые окружают проводящие пучки и имеют в сечении вид двух колец).

Биохимические превращения, протекающие в этих клетках, описаны ниже; см. также рис. 7.22.

Литература. Биология : в 3 т. Т. 1 / Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут ; под ред. Р. Сопера

AOF | 08.01.2021 18:11:13