Wie läuft der Chemismus der Photosynthese bei Maispflanzen ab?

Die Photosynthese bei Maispflanzen (Zea mays) verläuft nach dem sogenannten C4-Mechanismus, der sich vom klassischen C3-Weg unterscheidet. Hier der Chemismus im Überblick: **1. Primäre CO₂-Fixierung (im Mesophyll):** - Das Enzym PEP-Carboxylase fixiert CO₂, indem es mit Phosphoenolpyruvat (PEP) reagiert. - Es entsteht Oxalacetat (C4-Verbindung), das rasch zu Malat oder Aspartat umgewandelt wird. **Reaktionsgleichung:** CO₂ + PEP (C₃) → Oxalacetat (C₄) → Malat/Aspartat (C₄) **2. Transport in die Bündelscheidenzellen:** - Malat/Aspartat wird in die Bündelscheidenzellen transportiert. **3. Decarboxylierung (in den Bündelscheidenzellen):** - Malat wird decarboxyliert, dabei entsteht CO₂ und Pyruvat. - Das freigesetzte CO₂ wird nun im Calvin-Zyklus (C3-Zyklus) durch das Enzym Rubisco fixiert. **Reaktionsgleichung:** Malat (C₄) → CO₂ + Pyruvat (C₃) **4. Calvin-Zyklus:** - Das CO₂ wird wie bei C3-Pflanzen in den Calvin-Zyklus eingeschleust und zu Glucose verarbeitet. **5. Rücktransport:** - Pyruvat wird zurück ins Mesophyll transportiert und dort wieder zu PEP regeneriert (unter ATP-Verbrauch). **Vorteile des C4-Mechanismus:** - Höhere Effizienz bei hohen Temperaturen und Lichtintensitäten. - Geringerer Wasserverlust, da die PEP-Carboxylase eine höhere Affinität zu CO₂ hat und auch bei niedrigen CO₂-Konzentrationen arbeitet. - Photorespiration wird weitgehend vermieden. **Zusammenfassung:** Mais nutzt den C4-Photosyntheseweg, bei dem CO₂ zunächst in C4-Verbindungen fixiert und in speziellen Zellen (Bündelscheidenzellen) konzentriert wird, bevor es im Calvin-Zyklus zu Zucker verarbeitet wird. Das macht Mais besonders effizient in warmen, trockenen Klimazonen. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Wikipedia: C4-Photosynthese](https://de.wikipedia.org/wiki/C4-Pflanze).