Una pianta è un organismo vivente in grado di
adattarsi alle caratteristiche dell’ambiente in cui
vive.
• Le piante C₃ utilizzano direttamente il diossido di
carbonio per il ciclo di Calvin. In ambienti molto caldi e
secchi esse sostituiscono al ciclo di Calvin la
fotorespirazione al fine di rifornire la cellula di CO₂.
• Le piante C₄ fissano il CO₂ secondo una via alternativa
che conferisce una maggiore resistenza ad ambienti
caldi e secchi risparmiando acqua e senza ricorrere alla
fotorespirazione.
• Le piante CAM si adattano a climi estremamente aridi
aprendo gli stomi solo di notte.
In
presenza di alte
temperature le piante C₃
provvedono a chiudere gli
stomi riducendo, quindi, gli
scambi
gassosi.
Di
conseguenza è maggiore la
concentrazione di ossigeno
nelle foglie rispetto al
diossido di carbonio utile
alla sintesi degli zuccheri.
La fotorespirazione è un difetto di funzionamento della
fotosintesi e fornisce la cellula di CO₂ quando, in
ambienti troppo caldi, questa chiude gli stomi
impedendo l’ingresso di diossido di carbonio e l’uscita di
ossigeno. L’enzima rubisco incorpora O₂ invece che CO₂
producendo, al termine del ciclo di Calvin, un composto
a due atomi di carbonio(2-C) invece del 3-GPA. Il 2-C
viene poi scisso in CO₂ e H₂O. La fotorespirazione
avviene nel cloroplasto, nel mitocondrio e nel
perossisoma, manon produce zuccheri né ATP.
Le piante C₄ in ambienti caldi e secchi chiudono gli
stomi. Un enzima presente nel mesofillo, il
PEPcarbossilasi, fissa il carbonio in un composto a 3
atomi, l’acido fosfoenolpiruvico (PEP), formando
ossalacetato, un composto a 4 atomi di carbonio (4-C)
che trasferisce CO₂ al ciclo di Calvin.
Le piante CAM aprono
gli
stomi
fogliari
soltanto durante la
notte quando la perdita
di vapore d’acqua è
limitata. Di notte fissano
il CO₂ in un composto a
4 atomi di carbonio che
verrà accumulato nei
vacuoli. Di giorno, gli
acidi prodotti durante la
notte vengono rotti
producendo il diossido
di carbonio per il ciclo di
Calvin.
Schema riassuntivo delle tre varianti della fotosintesi
