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).