Unterschiede zwischen C3- und C4-Photosynthese sowie Erklärung der C4-Photosynthese.

Die C3- und C4-Photosynthese sind zwei verschiedene Wege, wie Pflanzen Kohlendioxid (CO2) in Zucker umwandeln. Hier sind die wesentlichen Unterschiede:

1. **Kohlenstofffixierung**:
- **C3-Photosynthese**: Bei der C3-Photosynthese wird CO2 direkt in den Calvin-Zyklus fixiert, wo es zu einem 3-Kohlenstoff-Zucker (3-Phosphoglycerat) umgewandelt wird. Diese Art der Photosynthese ist typisch für viele Pflanzen, insbesondere für kühlere und feuchtere Klimazonen.
- **C4-Photosynthese**: Bei der C4-Photosynthese wird CO2 zunächst in einem anderen Schritt fixiert, bevor es in den Calvin-Zyklus gelangt. Hierbei wird CO2 in einen 4-Kohlenstoff-Zucker (Oxalacetat) umgewandelt, der dann in den Calvin-Zyklus eingeschleust wird. Diese Methode ist besonders vorteilhaft in heißen und trockenen Klimazonen.

2. **Räumliche Trennung**:
- **C3-Photosynthese**: Alle Schritte der Photosynthese finden im selben Zelltyp (Mesophyllzellen) statt.
- **C4-Photosynthese**: Die C4-Photosynthese ist räumlich getrennt, da die CO2-Fixierung in Mesophyllzellen und der Calvin-Zyklus in Bündelscheidenzellen erfolgt.

3. **Effizienz**:
- **C3-Photosynthese**: Diese Methode ist weniger effizient in Bezug auf die CO2-Nutzung, besonders bei hohen Temperaturen und Lichtintensitäten, da sie anfällig für photorespiratorische Verluste ist.
- **C4-Photosynthese**: Diese Methode ist effizienter in Bezug auf die CO2-Nutzung, da sie die photorespiratorischen Verluste minimiert und somit in heißen, sonnigen Umgebungen besser gedeiht.

**Erklärung der C4-Photosynthese**:
Die C4-Photosynthese beginnt mit der Fixierung von CO2 in Mesophyllzellen, wo es mit Phosphoenolpyruvat (PEP) zu Oxalacetat reagiert. Dieses wird dann in Malat oder Aspartat umgewandelt und in die Bündelscheidenzellen transportiert. Dort wird das Malat wieder in CO2 und Pyruvat gespalten. Das freigesetzte CO2 wird dann im Calvin-Zyklus verwendet, um Zucker zu synthetisieren. Diese Anpassung ermöglicht es C4-Pflanzen, effizienter mit Wasser und Licht umzugehen, was sie in extremen Klimabedingungen konkurrenzfähig macht. Beispiele für C4-Pflanzen sind Mais, Zuckerrohr und Hirse.