سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
درمورد تثبیت دی اکسیدکربن گیاهان CAM در طرح درس های قبلی تا حدی صحبت به میان آمد، که قبل از ادامه خواندن این طرح پیشنهاد می شود آن را مرور نمایید....
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

گیاهان CAM را بهتر بشناسیم

اهداف:

 

  •  آشنایی بیشتر با گیاهان CAM
  •  آشنایی با شباهت ها و تفاوت های گیاهان C4وcam
  •  آشنایی با تنظیم چرخه ی C4 وCAM

 

شرح درس:


درمورد تثبیت دی اکسیدکربن گیاهان CAM در طرح درس های قبلی  تا حدی صحبت به میان آمد، که قبل از ادامه خواندن این طرح پیشنهاد می شود آن را مرور نمایید.

سوالی که ممکن است برای شما پیش بیاید این است که آیا CAM نوعی فتوسنتز C4 است؟

 

گیاهان cam را بهتر بشناسیم


 

شباهت های این دو مسیر:

  • هر دو از آنزیم PEP کربوکسیلاز موجود در سیتوپلاسم برای تولید اسیدهای چهارکربنه استفاده می کنند.
  • در هر دو اسید تولید شده دکربوکسیله شده و دی اکسیدکربن برای چرخه PCR را تامین می کنند.

 

تفاوت های این دو مسیر:

  • چرخه C4 نیاز به آناتومی خاصی دارد که به وسیله  آن کربوکسیلاسیون اولیه و هم چرخه  PCR جدا می شود، در حالی که در CAM، هر دو در یک سلول صورت می گیرند ولی از نظر زمانی از هم جدا هستند.
  • در CAM ترکیبات حدواسط کربنی یک چرخه  بسته را طی نمی کنند، در حالی که در گیاهان C4 این ترکیبات در یک چرخه بسته قرار دارند.

 

اهمیت اکولوژیکی CAM

این گیاهان نشان دهنده سازگاری به زیست گاه های بسیار خشک است. آن ها می توانند در خاک های کم عمق شنی با رطوبت بسیار ناچیز  رشد کنند. میزان فتوسنتز روزانه این گیاهان حدوداً به نصف گیاهان سه کربنه و حتی چهارکربنه می رسد. در حالی که برخی گونه های گیاهی به ویژه کاکتوس هاCAM اجباری هستند بسیاری دیگر از گیاهان گوشتی به صورت CAM اختیاری عمل می کنند.گیاهان CAM به ویژه مناسب زیستگاه های خشک هستند، چراکه به نحو احسن از آب استفاده می کنند.

 

 

  • اهمیت اکولوژیکی camاهمیت اکولوژیکی CAM

  •  

     

    تنظیم چرخه C4 و CAM

    علاوه بر تنظیم آنزیم های چرخه PCR تداوم عمل فتوسنتز چرخه C4 وCAM نیازمند تنظیم نشاسته فسفواینول پیروات، ذخیره و تخلیه مالات، رقابت فسفواینول پیروات کربوکسیلاز و رابیسکو برای دی اکسیدکربن و فعالیت وابسته به زمان کربوکسیلاسیون فسفواینول پیروات است. به غیر از کربوکسیلاسیون اولیه ای که فسفواینول پیروات کربوکسیلاز، کاتالیزور آن است.


    فسفواینول پیروات کربوکسیلاز آنزیمی سیتوپلاسمی است که در تمام سلول های گیاهان عالی یافت شده و نقش های متابولیکی عدیده ای را بازی می کند. ولی گیاهان چهارکربنه و CAM دارای ایزوآنزیمی از این آنزیم هستند که میزان فعالیت آن ها از آنزیم موجود در گیاهان سه کربنه یا سلول های غیرفتوسنتزی بیشتر است.( ایزوآنزیم ها گونه های متفاوت یک آنزیم هستند که یک نوع واکنش را کاتالیز می کنند. ایزوآنزیم ها به وسیله  ژن های متفاوتی ساخته می شوند از این رو ساختمان پروتئینی متفاوتی دارند.)


    فعالیت آنزیم فسفواینول پیروات کربوکسیلاز در گیاهان چهارکربنه وCAM باید به وسیله تغییرات تاریکی روشنایی تنظیم شود و توسط مالات نیز بازداری می شود. توقف فعالیت این آنزیم توسط مالات نوعی بازدارندگی ناشی از پس خوری است که در تجمع ماده  تولیدی سبب کاهش فعالیت آنزیم مربوطه می شود.

     

    در گیاهان چهارکربنه نور سبب تشدید فعالیت کاتالیزوری این آنزیم همراه با کاهش حساسیت آن نسبت به بازدارندگی ماده  تولیدی یعنی مالات می شود. چنین تاثیری سبب پنج برابر شدن فعالیت در روشنایی یعنی هنگامی که جذب دی اکسیدکربن و تولید مالات برای افزایش غلظت دی اکسیدکربن در سلول های غلاف آوندی ضروری است می شود. در مورد گیاهان CAM وضعیت برعکس است.

     

    آنزیمی که از بخش شبانه یک چرخه شبانه روزی فعالیت فتوسنتزی جداسازی شود میل ترکیبی زیادی برای فسفواینول پیروات داشته و نسبتاً به عمل بازدارندگی مالات حساسیت ندارد. آنزیمی که طی روز جداسازی شود، میل ترکیبی کمی برای فسفواینول پیروات داشته و مالات اثر بازدارندگی بیشتری بر روی آن دارد.


    نور در دو سیستم فتوسنتزی C4 وCAM اثرات متضادی دارد، یعنی پروتئین کیناز در گیاهان چهارکربنه توسط نور فعال می گردد، ولی در گیاهان CAM توسط نور غیرفعال می شود. به هرحال اثر نور و تاریکی در گیاهان CAM ممکن است غیرمستقیم باشد.


    مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: فاضل صحرانشین سامانی
    تنظیم: مریم فروزان کیا

    تلفن : 81200000
    پست الکترونیک : public@tebyan.com
    آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

    ارتباط با ما

    روابط عمومی

    درباره ما

    نقشه سایت

    تعدادبازدیدکنندگان
    افراد آنلاین