Pflanzenphysiologie (Subject) / CO2-Konzentrierungsmechanismen (Lesson)
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- Wie löst sich CO2 im wässrigen Milieu? Als HCO3- CO2 + H2O -> HCO3- + H+ CKMs von Cyanobakterien: - CO2 wird redoxgesteuert als HCO3- eingefangen. - Plasmamembran enthält 2 HCO3-Transporter (ATP-verbrauchende Pumpe)
- Algen (auch Hornmoose) Pyrenoide: sind Verdichtungen der Stromamatrix.Pyrenoide sind von Stärkekörnern umgeben. Sie beinhalten eine besonders hohe Konzentration von RUBISCO und anderen Photosyntheseenzymen.
- C4-Pflanzen Sie haben eine positive C-Bilanz bei niedrigeren CO2-Konzentrationen und höhere Photosyntheseraten. Aber: Das Verhältnis Oxygenierung/ Carboxylierung steigt mit der Temperatur. Erst über 25°C ist der Schutz vor Oxygenierung ein Vorteil. C4-Pflanzen haben sich an heißes Klima angepasst.
- Chloroplasten von C3-Pflanzen Keine Pyrenoide in Gefäßpflanzen und Moose (außer Hornmoose). Aber CO2- Diffussionsgefälle zur RUBISCO. CO2 oder HCO3- diffundiert ins Cytoplasma, der Transport durch die Plasmamembran erfolgt durch CO2-wegsame Aquaporine, danach findet die Carboanhydrase statt.
- C4-Photosynthese und Crassulaceen Säurestoffwechsel (CAM) Besondere CO2-Fixierung ist dem Calvinzyklus vorgeschaltet: Die Carboxylierung von Phosphoenolpyruvat (PEP) durch PEP-Carboxylase (PEPC) durch HCO3- (nicht CO2). Das Produkt ist die Oxalessigsäure, die instabil ist, und zu C4- Körpern, wie Apfelsäure oder Aspartat umgewandelt wird. Die Decarboxylierung der C4-Körper erfolgt im Calvin-Zyklus.