Top 20 Unterschied zwischen C3- und C4-Pflanzen mit Beispielen

Was sind C3-Pflanzen?

C3-Pflanzen sind Pflanzen, die ausschließlich den Calvin-Zyklus zur Fixierung des Kohlendioxids aus der Luft nutzen. Im ersten Schritt des Zyklus reagiert Kohlendioxid mit RuBP, um zwei 3-Kohlenstoff-Moleküle von 3-Phosphoglycerinsäure (3-PGA) zu erzeugen. Der Calvin-Zyklus ist das Mittel, mit dem Pflanzen Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen, schließlich in Glukose.

 Der gesamte Prozess von der Lichtenergieaufnahme bis zur Zuckerproduktion findet innerhalb des Chloroplasten statt. Die Lichtenergie wird durch den nichtzyklischen Elektronentransportprozess eingefangen, der den Thylakoidmembranen den erforderlichen Elektronentransport nutzt.

Beispiele für C3-Pflanzen sind:

  • Sonnenblume
  • Bohnen
  • Weizen
  • Hafer
  • Reis
  • Baumwolle
  • Chlorella
  • Spinat
  • Reis
  • Baumwolle

Was Sie über C3-Pflanzen wissen müssen

  • Der C3-Zyklus entwickelte sich vor etwa 2,5 Milliarden Jahren
  • C3-Pflanzen sind bei gemäßigten Bedingungen reichlich vorhanden
  • Bei C3-Pflanzen finden die vollständigen Schritte der Dunkelreaktion nur in den Mesophyllzellen statt
  • In C3-Pflanzen enthalten Chloroplasten kein peripheres Retikulum
  • Bei C3-Anlagen ist der Kohlendioxid-Kompensationspunkt höher (ca. 50 ppm) bei C3-Anlagen
  • Die Photorespirationsrate bei C3-Pflanzen ist sehr hoch
  • C3-Pflanzen betreiben Photosynthese nur, wenn die Spaltöffnungen geöffnet sind
  • Bei C3-Pflanzen ist die notwendige optimale Temperatur für die Photosynthese sehr niedrig (18 bis 24 Grad Celsius)
  • Bei C3-Pflanzen ist die Translokationsrate der Endprodukte der Photosynthese sehr gering
  • Die Kohlendioxidfixierung ist in C3 . relativ langsam
  • Das Wachstum von C3-Pflanzen beginnt, wenn die Bodentemperatur 4-7 Grad Celsius erreicht
  • C3-Pflanzen produzieren weniger Rohprotein als C4-Pflanzen
  • Blätter von C3-Pflanzen besitzen keine Kranz-Anatomie
  • Die Mehrheit der Pflanzen auf der Erde sind C3-Pflanzen (95% der gesamten grünen Pflanzen)
  • Das erste stabile Produkt im C3-Zyklus ist eine 3-Kohlenstoff-(3C)-Verbindung Phosphoglycerinsäure (PGA)
  • C3-Pflanzen besitzen nur einen Kohlendioxid-Akzeptor
  • Das atmosphärische Kohlendioxid in C3-Pflanzen ist RuBP (Ribulose-1,5-bisphosphat)
  • In C3-Anlagen findet die Kohlendioxid-Fixierung nur an einer Stelle statt
  • Beispiele für C3-Pflanzen sind Sonnenblumen, Bohnen, Weizen, Hafer, Reis, Baumwolle, Chlorella, Spinat, Reis, Baumwolle usw

Was sind C4-Pflanzen?

Eine C4-Pflanze ist eine Pflanze, die Kohlendioxid in Vier-Kohlenstoff-Zuckerverbindungen umwandelt, um in den Calvin-Zyklus einzutreten. C4-Pflanzen nutzen den C4-Kohlenstoff-Fixierungsweg, bei dem das Kohlendioxid zuerst an ein Phosphoenolpyruvat in der Mesophyllzelle gebunden wird, was zur Bildung einer Vier-Kohlenstoff-Verbindung (Oxalacetat) führt, die schließlich in die Bündelhüllenzelle transportiert wird, wo es zur Freisetzung decarboxyliert wird das im C3-Pfad zu verwendende Kohlendioxid.

C4-Pflanzen sind in heißen, trockenen Klimazonen sehr effizient und produzieren viel Energie. Beispiele für C4-Pflanzen sind: Zuckerrohr

  • Amaranthus
  • Ananas
  • Sorghum 
  • Mais

Was Sie über C4-Pflanzen wissen müssen

  • Der C4-Zyklus ist relativ jung, es wird angenommen, dass er sich vor etwa 12 Millionen Jahren entwickelt hat
  • C4-Pflanzen sind unter tropischen Bedingungen reichlich vorhanden
  • In C4-Pflanzen werden die Mesophyllzellen nur die ersten Schritte des C4-Zyklus ausführen. Nachfolgende Schritte werden in Bündelhüllenzellen durchgeführt.
  • In C3-Pflanzen haben Chloroplasten ein peripheres Retikulum.
  • Der Kohlendioxid-Kompensationspunkt ist in C4-Pflanzen niedrig (2 bis 5 oder sogar 0 ppm)
  • Bei C4-Pflanzen fehlt die Photorespiration sehr stark oder ist, wenn vorhanden, sehr gering
  • C4-Pflanzen können auch bei geschlossenen Spaltöffnungen Photosynthese betreiben
  • In C4-Pflanzen ist die optimale Temperatur für die Photosynthese hoch (32 bis 55 Grad Celsius
  • Die Translokationsrate von Endprodukten der Photosynthese ist bei C4-Pflanzen sehr hoch
  • Die Kohlendioxid-Fixierung ist in C4-Pflanzen relativ schneller
  • Das Wachstum von C4-Pflanzen beginnt, wenn die Bodentemperatur 16-21 Grad Celsius erreicht
  • C4-Pflanzen produzieren mehr Rohprotein als C3-Pflanzen
  • Die Blätter von C4-Pflanzen besitzen eine Kranz-Anatomie
  • C4-Pflanzen sind weniger zahlreich (ca. 5%)
  • Das erste stabile Produkt im C4-Zyklus ist eine 4-Kohlenstoff-(4C)-Verbindung – Oxalessigsäure (OAA)
  • C4-Pflanzen besitzen zwei Kohlendioxidakzeptoren (Primärakzeptor und Sekundärakzeptor)
  • Der erste Kohlendioxidakzeptor (Primärakzeptor oder atmosphärischer Kohlendioxidakzeptor) in C4-Anlagen ist PEP (Phosphoenolpyruvat).
  • Bei C4-Pflanzen erfolgt die Kohlendioxid-Fixierung zweimal (eine in den Mesophyllzellen, eine zweite in Bündelscheidenzellen)
  • Beispiele für C4-Pflanzen sind Zuckerrohr, Amaranthus, Ananas, Sorghum, Mais usw

Unterschied zwischen C3- und C4-Pflanzen in Tabellenform

VERGLEICHSELEMENTEC3-Pflanzen  C4 Pflanzen
BedeutungDies sind Pflanzen, deren erstes Produkt nach der Kohlenstoffaufnahme aus dem Sonnenlicht ein 3-Kohlenstoff-Molekül oder 3-Phosphoglycerinsäure zur Energiegewinnung ist.Dies sind Pflanzen, die Sonnenlichtenergie in 4-Kohlenstoff-Moleküle oder Oxalessigsäure umwandeln.
BeispieleSonnenblume, Bohnen, Weizen, Hafer, Reis, Baumwolle, Chlorella, Spinat, Reis Baumwolle.Zuckerrohr, Amaranthus Sorghum Mais
Erstes stabiles Produkt3-Phosphoglycerat (3-PGA).  Oxalacetat (OAA).
Optimale Temperatur für die Photosynthese15-25 Grad Celsius.    30-40 Grad Celsius.
WegC3-Pflanzen nutzen den C3-Weg.C4-Pflanzen nutzen den C4-Weg.    
ChloroplastChloroplast von C3-Pflanzen ist monomorph (in nur einer Form vorhanden).  Chloroplast von C4-Pflanzen ist dimorph.
Mesophyllzellen Mesophyllzellen leisten in C3-Pflanzen eine vollständige Photosynthese.Mesophyllzellen in C4-Pflanzen führen keine vollständige Photosynthese durch, sondern lediglich eine vorläufige Fixierung.  
PhotosyntheseC3 führt Photosynthese nur durch, wenn die Spaltöffnungen geöffnet sind.  C4 führt Photosynthese durch, wenn die Spaltöffnungen geschlossen sind.    
GlukosesyntheseC3-Pflanzen benötigen 12NADPH und 18ATP für die Glucosesynthese.   C4-Pflanzen benötigen 12NADPH und 30ATP.    
LichtatmungHaben Sie eine höhere Photorespirationsrate.  Haben Sie eine niedrigere Photorespirationsrate.  
Bevölkerung in %Durchschnittlich 85% der gesamten Pflanzenarten sind C3.  C4-Pflanzen machen durchschnittlich 15 % der gesamten Pflanzenarten aus.
Laub Blätter von C3-Pflanzen besitzen keine Kranz-Anatomie.  Die Blätter von C4-Pflanzen besitzen Kranz-Anatomie.
CO2-Kompensationspunkt (ppm) ppm in C3 ist 30-70    ppm in C4-Pflanzen beträgt 6-10
Carboxylierendes Enzym Carboxylierendes Enzym in C3-Pflanzen ist RuBP-Carboxylase.    Carboxylierendes Enzym in C4-plantis PEP-Carboxylase.
BeschreibungSie können als Pflanzen der kühlen Jahreszeit bezeichnet werden.    C4-Pflanzen können als Warmjahrespflanzen bezeichnet werden.

Was sind einige der Ähnlichkeiten zwischen C3- und C4-Pflanzen?

  1. Sowohl C3- als auch C4-Pflanzen synthetisieren Kohlenhydrate.
  2. Sowohl C4- als auch C4-Pflanzen erfordern, dass Chloroplasten Photosynthese betreiben.
  3. RuBP kann CO2 sowohl in C3- als auch in C4-Pflanzen aufnehmen.
  4. Das Kohlenhydratprodukt sowohl des C3- als auch des C4-Zyklus ist ein Zuckerphosphatmolekül mit drei Kohlenstoffatomen, das als Glyceraldehyd-3-Phosphat (G3P) bekannt ist.
  5. Sowohl C3- als auch C4-Pflanzen benötigen 6 Moleküle CO2 und 12 Moleküle Wasser, um ein Molekül Glukose zu synthetisieren.
  6. Sowohl C3- als auch C4-Pflanzen fixieren Energie aus Sonnenlicht.
  7. Die Lichtreaktion der Photosynthese ist bei c3- und c4-Pflanzen ähnlich
  8. Sowohl C3 als auch C4 sind Arten von Dunkelreaktionen der Photosynthese.