C3-фотосинтез

C₃-фотосинтез — один із трьох головних метаболічних шляхів для фіксації вуглецю поряд із C₄ і CAM-фотосинтезом. В ході цього процесу вуглекислий газ і рибулозобісфосфат^[ru] (п'ятивуглецевий цукор) перетворюється у дві молекули 3-фосфогліцерату з допомогою такою реакції:

CO₂ + H₂O + РуБФ → (2) 3-фосфогліцерат.

Цикл Кальвіна

Ця реакція відбувається у всіх рослинах, як перший крок циклу Кальвіна. У C₄-рослин вуглекислий газ фіксується після вивільнення з малату, а не напряму з повітря.

Поперечний переріз листа арабідопсиса — типової C₃-рослини. Добре видно будову судинних пучків.

C₃-рослини, зазвичай, буяють в районах з достатньою кількістю підземних вод, помірною інтенсивністю сонячного світла, помірною температурою та концентрацією вуглекислого газу близько 200 ppm або вище^[1]. Ці рослини зародилися в мезозої та палеозої, задовго до появи C₄-рослин і, як і раніше, становлять близько 95 % рослинної біомаси Землі. Як приклад можна навести рис та ячмінь^[2].

C₃-рослини втрачають до 97 % води, закачаної через корені у вигляді транспірації. Через це вони не можуть рости у жарких місцях: головний фермент C₃-фотосинтезу, Рубіско, з підвищенням температури починає активніше каталізувати побічну реакцію РуБФ^[ru] з киснем. Утилізація побічних продуктів цієї реакції відбувається в ході фотодихання, що призводить до втрати рослиною вуглецю та енергії і, отже, може обмежувати її ріст. У посушливих районах C₃-рослини закривають продихи, щоб зменшити втрати води, але це не дає CO₂ потрапляти в листки та знижує його концентрацію в листі. В результаті падає співвідношення CO₂:О₂, що також посилює фотодихання. C₄ і CAM-рослини мають пристосування, що дозволяють їм виживати в посушливих і жарких районах, і тому вони можуть витіснити C₃-рослини в цих областях. Ізотопний підпис C₃-рослин збіднений ізотопом 13C у порівнянні з підписом C₄-рослин.