2 Fragen zu Photorespiration

Photorespiration ist in C4- und CAM-Pflanzen im Vergleich zu C3-Pflanzen vermindert, weil diese Pflanzen spezielle Mechanismen entwickelt haben, um die Konzentration von CO₂ in den Zellen zu erhöhen und die Sauerstoffkonzentration zu senken. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass das Enzym Rubisco Sauerstoff anstelle von CO₂ fixiert, was die Photorespiration auslöst. In C4-Pflanzen wird CO₂ zunächst in den Mesophyllzellen in eine vierkohlenstoffhaltige Verbindung (Oxalacetat) fixiert, die dann in die Bündelscheidenzellen transportiert wird, wo CO₂ wieder freigesetzt und für den Calvin-Zyklus verwendet wird. Dieser Mechanismus erhöht die CO₂-Konzentration in den Bündelscheidenzellen und minimiert die Photorespiration. CAM-Pflanzen hingegen fixieren CO₂ nachts, wenn die Stomata geöffnet sind, und speichern es in Form von Malat in den Vakuolen. Tagsüber, wenn die Stomata geschlossen sind, wird das gespeicherte CO₂ freigesetzt und für die Photosynthese verwendet. Dies ermöglicht es den Pflanzen, die CO₂-Konzentration in den Zellen zu erhöhen und die Photorespiration zu reduzieren. Diese Anpassungen sind besonders vorteilhaft in heißen und trockenen Umgebungen, wo die Photorespiration besonders problematisch sein kann.

Ja, das ist korrekt. In C4- und CAM-Pflanzen ist die Photorespiration im Vergleich zu C3-Pflanzen vermindert, weil die relative CO2-Konzentration am aktiven Zentrum des Enzyms RubisCO erhöht ist. In C4-Pflanzen wird CO2 zunächst in Form von Oxalacetat in den Mesophyllzellen fixiert und dann in die Bündelscheidenzellen transportiert, wo es wieder freigesetzt und von RubisCO zur Calvin-Benson-Zyklus verwendet wird. Dieser Mechanismus erhöht die CO2-Konzentration in der Nähe von RubisCO und reduziert somit die Wahrscheinlichkeit, dass RubisCO mit O2 reagiert, was die Photorespiration verringert. In CAM-Pflanzen wird CO2 nachts fixiert und in Form von Malat gespeichert. Tagsüber wird das gespeicherte CO2 freigesetzt und von RubisCO verwendet, was ebenfalls die CO2-Konzentration in der Nähe von RubisCO erhöht und die Photorespiration reduziert. Diese Mechanismen sind Anpassungen, die es den Pflanzen ermöglichen, effizienter zu photosynthetisieren, insbesondere unter Bedingungen, bei denen die Photorespiration besonders problematisch wäre, wie z.B. bei hohen Temperaturen oder niedrigen CO2-Konzentrationen.