Sự khác biệt cơ bản giữa thực vật C4 và CAM là ở thực vật C4, quá trình cố định cacbon diễn ra ở cả tế bào trung bì và tế bào bẹ bó trong khi ở thực vật CAM, quá trình cố định cacbon chỉ diễn ra trong tế bào trung bì.
Hầu hết thực vật tuân theo chu trình Calvin, là con đường quang hợp C3. Những cây này mọc ở những vùng có đủ nước. Hơn nữa, hơn 90% thực vật thực hiện con đường tổng hợp carbohydrate C3. Tuy nhiên, cũng có hai loại thực vật khác. Đó là thực vật C4 và thực vật CAM. Nhưng thực vật C4 và thực vật CAM hiện diện ở những vùng khô hạn với lượng nước hạn chế. Chúng sử dụng các con đường cố định cacbon đặc biệt để cố định cacbon và cũng để bảo tồn hàm lượng nước trong cơ thể thực vật của chúng.
Thực vật C4 là gì?
Thực vậtC4 là loại thực vật tạo ra hợp chất 4 cacbon; oxaloacetate là sản phẩm ổn định đầu tiên của quá trình cố định cacbon. Thực vật C4 là thực vật trung sinh. Do đó, thực vật C4 sử dụng con đường quang hợp C4. Đây là một con đường thay thế để giảm thiểu việc mở khí khổng vào ban ngày và để tăng hiệu quả của Rubisco, đây là enzyme ban đầu tham gia vào quá trình cố định carbon. Theo đó, nó diễn ra ở cả tế bào trung bì và tế bào vỏ bó. Cấu trúc chuyên biệt nơi quá trình quang hợp C4 diễn ra là cấu trúc giải phẫu Kranz.
Hình 01: Thực vật C4
Tương tự như vậy, trong quá trình quang hợp C4, thực vật C4 sử dụng phosphoenolpyruvate (PEP) (một loại enzyme thay thế có trong tế bào trung mô) trong bước đầu tiên của quá trình cố định carbon. PEP có ái lực với carbon dioxide cao hơn so với rubisco. Do đó, carbon dioxide được PEP cố định thành oxaloacetate (C4) sau đó thành malate (C4) và được vận chuyển đến các tế bào vỏ bọc. Tại đây, malate bị khử cacboxyl thành pyruvate và carbon dioxide. Carbon dioxide này sau đó được cố định bởi Rubisco, hiện diện trong các tế bào có vỏ bọc. Trong con đường C4, carbon dioxide cố định ở hai vùng của lá.
Cây CAM là gì?
CAM thực vật là một loại thực vật sử dụng CAM quang hợp. CAM là chuyển hóa axit Crassulacean. Nó là một con đường cố định carbon đặc biệt có trong thực vật phát triển trong điều kiện khô cằn. Ngoài ra, cơ chế này lần đầu tiên được tìm thấy ở họ thực vật Crassulaceae. Hơn nữa, cơ chế này xảy ra vào ban ngày, nơi các khí khổng có trong lá được đóng lại.
Hình 02: Cây CAM
Do đó, quá trình quang hợp CAM ngăn cản sự mất nước của cây do bay hơi và thoát hơi nước. Nhưng vào ban đêm, các khí khổng mở ra và thu thập cácbon điôxít. Sau đó, carbon dioxide được hấp thụ này sẽ lưu trữ dưới dạng malate; một hợp chất bốn carbon trong không bào. Malate có nguồn gốc từ oxaloacetate là hợp chất ổn định đầu tiên được tạo ra bởi thực vật CAM trong đêm. Sau đó, nó được vận chuyển đến lục lạp và chuyển hóa trở lại thành carbon dioxide vào ban ngày để tạo điều kiện cho quá trình quang hợp. Tại đây, sản phẩm ổn định đầu tiên được tổng hợp là axit 3-phosphoglyceric. Toàn bộ quá trình chỉ diễn ra trong tế bào trung bì.
Điểm giống nhau giữa thực vật C4 và thực vật CAM?
- Thực vậtC4 và thực vật CAM có mặt trong môi trường có ít nước.
- Ngoài ra, các tế bào trung mô còn tham gia vào cả con đường cố định carbon C4 và CAM.
Sự khác biệt giữa thực vật C4 và thực vật CAM là gì?
Thực vậtC4 và CAM là hai loại thực vật thực hiện hai con đường quang hợp khác nhau so với quang hợp C3. Thực vật C4 thực hiện quang hợp C4 trong khi thực vật CAM thực hiện quang hợp CAM. Do đó, đây là điểm khác biệt chính giữa thực vật C4 và thực vật CAM. Thực vật C4 chủ yếu là trung sinh trong khi thực vật CAM là thực vật dị ứng. Do đó, đó là một điểm khác biệt giữa thực vật C4 và thực vật CAM.
Hơn nữa, sản phẩm carbon đầu tiên của thực vật C4 là oxaloacetate trong khi sản phẩm carbon đầu tiên của thực vật CAM là oxaloacetate vào ban đêm và PGA vào ban ngày. Vì vậy, chúng ta cũng có thể coi đây là điểm khác biệt giữa thực vật C4 và thực vật CAM. Thực vật CAM có thể lưu trữ CO2vào ban đêm, không giống như thực vật C4. Hơn nữa, thực vật CAM cũng có thể trữ nước, không giống như thực vật C4.
Bên cạnh đó, thực vật C4 hiển thị giải phẫu Kranz trong khi thực vật CAM không hiển thị giải phẫu Kranz. Ngoài ra, ở thực vật C4, sự cố định cacbon xảy ra ở cả tế bào trung mô và tế bào vỏ bó trong khi ở thực vật CAM, cố định cacbon chỉ xảy ra ở tế bào trung mô. Vì vậy, đây là một điểm khác biệt nữa giữa thực vật C4 và thực vật CAM.
Dưới đây là đồ họa thông tin về sự khác biệt giữa thực vật C4 và CAM.
Tóm tắt - Thực vật C4 so với CAM
Thực vậtC4 và CAM có trong môi trường khô cằn. Do đó, họ sử dụng các con đường cố định carbon đặc biệt để cố định carbon và cũng để bảo toàn hàm lượng nước trong cơ thể thực vật. Thực vật CAM là một loại thực vật sử dụng quang hợp CAM. Thực vật C4 là loại thực vật tạo ra hợp chất 4 cacbon; oxaloacetate là sản phẩm ổn định đầu tiên của quá trình cố định cacbon. Sự khác biệt cơ bản giữa thực vật C4 và CAM là ở thực vật C4, quá trình cố định cacbon diễn ra ở cả tế bào trung mô (bằng PEP) và tế bào bẹ bó (bằng rubisco) trong khi ở thực vật CAM, quá trình cố định cacbon chỉ diễn ra ở tế bào trung mô.
