Hvad er fordelen ved C4-fotosyntese?

Fotosyntese er en proces, der bruger vand, kuldioxid (CO2) og solenergi til at syntetisere sukkerarter. Det udføres af mange planter, alger og bakterier. Hos planter og alger forekommer fotosyntese i specielle dele af cellen kaldet chloroplaster; "located in the leaves and stems.", 3, [[Mens de fleste planter udfører det, der er kendt som C3-fotosyntese, udfører planter, der har tilpasset sig varme miljøer, en modificeret form, der er kendt som C4-fotosyntesen. -kulsyre i celler kendt som mesofyller. Disse syrer transporteres til andre celler, der er kendt som bundtkappe-celler. I disse celler er reaktionen vendt, CO2 frigives og derefter brugt i den normale (C3) fotosyntetiske vej. Inkorporering af CO2 i 3-carbonforbindelser katalyseres af et enzym kendt som Rubisco.
Fordele ved C4-fotosyntesen.

I varme og tørre omgivelser er C4-fotosyntesen mere effektiv end C3-fotosyntesen. Dette skyldes to grunde. Den første er, at systemet ikke gennemgår fotorespiration, en proces, der er i modstrid med fotosyntesen (se nedenfor). Den anden er, at planter kan holde deres porer lukket i længere perioder og således undgå vandtab.
Fotorespiration -

Dette er en proces, hvor Rubisco tilføjer ilt i stedet for at tilføje CO2 til det voksende sukker . I situationer, hvor fotosyntesen finder sted hurtigt (ved høj temperatur, høje lysniveauer eller begge dele), er der så meget O2 til rådighed, at denne reaktion bliver et væsentligt problem. C4-planter løser dette problem ved at opretholde en høj koncentration af CO2 i den relevante del af bladet (bundtet kappe-celler).
Vandtab

Planter udveksler gasser, CO2 og O2, med deres miljø gennem porer kendt som stomata. Når stomiene er åbne, kan CO2 diffundere til at blive brugt i fotosyntesen og O2, et produkt af fotosyntesen kan diffundere ud. Når tomaterne er åbne, mister planten imidlertid også vand på grund af transpiration, og dette problem forbedres i varmt og tørt klima. Planter, der udfører C4-fotosyntese, kan holde deres stomi lukket mere end deres C3-ækvivalenter, fordi de er mere effektive i inkorporering af CO2. Dette minimerer deres vandtab.
Ulemper

Selvom C4-fotosyntesen er klart fordelagtig i varmt og tørt klima, er dette ikke tilfældet i kølige og fugtige. Dette skyldes, at C4-fotosyntesen er mere kompleks: den har flere trin og kræver en specialiseret anatomi. Af denne grund, medmindre fotorespiration eller vandtab er væsentlige problemer, er C3-fotosyntesen mere effektiv. Dette er grunden til, at størstedelen af planterne udfører C3-fotosyntese.