सी3 और सी4 पौधों के बीच अंतर

2024 लेखक: Alex Aldridge | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 13:39

C3 और C4 पौधों के बीच मुख्य अंतर यह है कि C3 पौधे डार्क रिएक्शन के पहले स्थिर उत्पाद के रूप में तीन-कार्बन यौगिक बनाते हैं जबकि C4 पौधे चार-कार्बन यौगिक बनाते हैं जो पहले स्थिर उत्पाद के रूप में होता है। डार्क रिएक्शन।

प्रकाश संश्लेषण एक प्रकाश-संचालित प्रक्रिया है जो कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को पौधों, शैवाल और साइनोबैक्टीरिया में ऊर्जा युक्त शर्करा में परिवर्तित करती है। प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश अभिक्रिया के दौरान जल के अणुओं का प्रकाश-अपघटन होता है। पानी के प्रकाश-अपघटन के परिणामस्वरूप ऑक्सीजन उपोत्पाद के रूप में मुक्त होती है। प्रकाश की प्रतिक्रिया के बाद, अंधेरे प्रतिक्रिया शुरू होती है और यह कार्बन डाइऑक्साइड को ठीक करके कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण करती है।हालांकि, प्रकाश प्रतिक्रिया से उत्पन्न ऑक्सीजन डार्क रिएक्शन के मुख्य एंजाइम के साथ बंध सकती है जो कि आरयूबीपी ऑक्सीजनेज-कार्बोक्सिलेज (रूबिस्को) है और फोटोरेस्पिरेशन को अंजाम देता है। प्रकाश श्वसन एक ऐसी प्रक्रिया है जो ऊर्जा बर्बाद करती है और कार्बोहाइड्रेट संश्लेषण को कम करती है। इसलिए, प्रकाश श्वसन को रोकने के लिए, रूबिस्को के साथ ऑक्सीजन की बैठक को रोकने के लिए पौधों में तीन अलग-अलग तरीकों से अंधेरे प्रतिक्रिया होती है। इसलिए, जिस तरह से डार्क रिएक्शन होता है, उसके आधार पर 3 प्रकार के पौधे होते हैं; अर्थात्, C3 संयंत्र, C4 संयंत्र, और CAM संयंत्र।

C3 पौधे क्या हैं?

पृथ्वी पर लगभग 95% पौधे C3 पौधे हैं। जैसा कि नाम से संकेत मिलता है, वे C3 प्रकाश संश्लेषक तंत्र को अंजाम देते हैं जो कि केल्विन चक्र है। माना जाता है कि C3 प्रकाश संश्लेषण लगभग 3.5 अरब साल पहले हुआ था। ये पौधे ज्यादातर लकड़ी के और गोल पत्ते वाले पौधे होते हैं। इन पौधों में, कार्बन स्थिरीकरण मेसोफिल कोशिकाओं में होता है जो एपिडर्मिस के ठीक नीचे होते हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल से रंध्र के माध्यम से मेसोफिल कोशिकाओं में प्रवेश करती है।फिर शुरू होती है डार्क रिएक्शन। पहली प्रतिक्रिया रिब्युलोज बिस्फोस्फेट के साथ कार्बन डाइऑक्साइड का फॉस्फोग्लाइसेरेट में स्थिरीकरण है जो एक तीन-कार्बन यौगिक है। वास्तव में, यह C3 पौधों का पहला स्थिर उत्पाद है। रिबुलोज बिस्फोस्फेट कार्बोक्सिलेज (रूबिस्को) वह एंजाइम है जो पौधों में इस कार्बोक्सिलेशन प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है। इसी तरह, कार्बोहाइड्रेट का उत्पादन करते समय केल्विन चक्र चक्रीय रूप से होता है।

चित्र 01: C3 पौधे

C4 पौधों की तुलना में, C3 पौधे अपने प्रकाश संश्लेषक तंत्र के संबंध में अक्षम हैं। यह C3 पौधों में प्रकाश श्वसन की घटना के कारण होता है। रूबिस्को एंजाइम की ऑक्सीजनेज गतिविधि के कारण प्रकाश श्वसन होता है। रूबिस्को का ऑक्सीकरण कार्बोक्सिलेशन के विपरीत दिशा में काम करता है, बड़ी मात्रा में कार्बन को बर्बाद करके प्रकाश संश्लेषण को प्रभावी ढंग से पूर्ववत करता है, जो मूल रूप से केल्विन चक्र द्वारा बड़े खर्च पर तय किया जाता है, और इसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड को ठीक करने वाली कोशिकाओं से कार्बन डाइऑक्साइड की हानि होती है।इसी तरह, रूबिस्को पर एक ही साइट पर ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ बातचीत होती है। ये प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रियाएं आम तौर पर 3:1 (कार्बन: ऑक्सीजन) के अनुपात में चलती हैं। इस प्रकार, यह स्पष्ट है कि प्रकाश श्वसन एक प्रकाश प्रेरित प्रक्रिया है जो ऑक्सीजन की खपत करती है और कार्बन डाइऑक्साइड विकसित करती है।

C4 पौधे क्या हैं?

C4 पौधे शुष्क और उच्च तापमान वाले क्षेत्रों में मौजूद होते हैं। लगभग 1% पौधों की प्रजातियों में C4 जैव रसायन होता है। C4 पौधों के कुछ उदाहरण मक्का और गन्ना हैं। जैसा कि नाम से संकेत मिलता है, ये पौधे C4 प्रकाश संश्लेषक तंत्र को अंजाम देते हैं। माना जाता है कि C4 प्रकाश संश्लेषण लगभग 12 मिलियन वर्ष पहले उत्पन्न हुआ था; C3 तंत्र के विकास के लंबे समय बाद। C4 पौधों को अब बेहतर तरीके से अनुकूलित किया जा सकता है, क्योंकि वर्तमान कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर 100 मिलियन वर्ष पहले की तुलना में बहुत कम है।

C4 पौधे कार्बन डाइऑक्साइड को कैप्चर करने में बहुत अधिक कुशल हैं। इसके अलावा, C4 प्रकाश संश्लेषण एकबीजपत्री और द्विबीजपत्री दोनों प्रजातियों में पाया जाता है। C3 पौधों के विपरीत, प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनने वाला पहला स्थिर उत्पाद ऑक्सालोएसेटिक एसिड होता है, जो चार कार्बन यौगिक होता है।सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इन पौधों की पत्तियां एक विशेष प्रकार की शारीरिक रचना दिखाती हैं जिसे "क्रांज एनाटॉमी" कहा जाता है। संवहनी बंडलों के चारों ओर क्लोरोप्लास्ट के साथ बंडल म्यान कोशिकाओं का एक चक्र होता है जिसके द्वारा C4 पौधों की पहचान की जा सकती है।

चित्र 02: C4 पौधे

इस मार्ग में कार्बन डाइऑक्साइड स्थिरीकरण दो बार होता है। मेसोफिल सेल साइटोप्लाज्म में, CO₂ पहले फ़ॉस्फ़ोएनोलपाइरूवेट (PEP) के साथ ठीक होता है, जो प्राथमिक स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है। प्रतिक्रिया पीईपी कार्बोक्सिलेज एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है। फिर पीईपी मैलेट में परिवर्तित हो जाता है और फिर पाइरूवेट मुक्त CO₂ और, यह CO_{2 फिर से दूसरी बार रिबुलोज बिस्फोस्फेट के साथ ठीक हो जाता है, 2 बनाने के लिए केल्विन चक्र को पूरा करने के लिए फॉस्फोग्लाइसेरेट।}

सी3 और सी4 पौधों में क्या समानताएं हैं?

• C3 और C4 दोनों पौधे कार्बन डाइऑक्साइड को स्थिर करते हैं और कार्बोहाइड्रेट का उत्पादन करते हैं।
• वे एक गहरी प्रतिक्रिया करते हैं।
• साथ ही, दोनों प्रकार के पौधे समान प्रकाश अभिक्रिया करते हैं।
• इसके अलावा, उनके पास प्रकाश संश्लेषण करने के लिए क्लोरोप्लास्ट हैं।
• उनका प्रकाश संश्लेषक समीकरण समान है।
• इसके अलावा, RuBP दोनों प्रकार के पौधों की डार्क रिएक्शन में शामिल होता है।
• दोनों पौधे फॉस्फोग्लिसरेट का उत्पादन करते हैं।

C3 और C4 पौधों में क्या अंतर है?

C3 पौधे डार्क रिएक्शन के पहले स्थिर उत्पाद के रूप में फॉस्फोग्लिसरिक एसिड का उत्पादन करते हैं। यह एक तीन कार्बन यौगिक है। दूसरी ओर, C4 पौधे डार्क रिएक्शन के पहले स्थिर उत्पाद के रूप में ऑक्सालो-एसिटिक एसिड का उत्पादन करते हैं। यह चार कार्बन वाला यौगिक है। इसलिए, यह C3 और C4 पौधों के बीच महत्वपूर्ण अंतर है।

इसके अलावा, C3 पौधों की प्रकाश संश्लेषक दक्षता C4 पौधों की प्रकाश संश्लेषक दक्षता से कम है।यह C3 पौधों में देखे जाने वाले प्रकाश श्वसन के कारण होता है जो C4 पौधों में नगण्य होता है। इस प्रकार, यह C3 और C4 पौधों के बीच एक और अंतर है। संरचनात्मक अंतरों पर विचार करते समय, C3 पौधों में पत्तियों में दो प्रकार के क्लोरोप्लास्ट और क्रांज एनाटॉमी नहीं होते हैं। दूसरी ओर, C4 पौधों में दो प्रकार के क्लोरोप्लास्ट होते हैं, और वे पत्तियों में क्रांज़ शरीर रचना दिखाते हैं। इसलिए, यह C3 और C4 पौधों के बीच का अंतर भी है।

इसके अलावा, C3 और C4 पौधों के बीच एक और अंतर यह है कि C3 पौधे केवल एक बार कार्बन डाइऑक्साइड को ठीक करते हैं जबकि C4 पौधे दो बार कार्बन डाइऑक्साइड को ठीक करते हैं। इस तथ्य के कारण, C3 पौधों में C आत्मसात कम होता है जबकि C4 पौधों में C आत्मसात अधिक होता है। इतना ही नहीं, जब रंध्र बंद हो जाते हैं और बहुत अधिक प्रकाश सांद्रता और कम CO₂ सांद्रता के तहत C4 पौधे प्रकाश संश्लेषण कर सकते हैं। हालाँकि, C3 पौधे प्रकाश संश्लेषण करने में असमर्थ होते हैं जब रंध्र बंद हो जाते हैं और बहुत अधिक प्रकाश सांद्रता और कम CO₂ सांद्रता के तहत होते हैं।इसलिए, यह भी C3 और C4 पौधों के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है। इसके अलावा, C3 प्लांट और C4 प्लांट पहले कार्बन डाइऑक्साइड स्वीकर्ता से भिन्न होते हैं। RuBP C3 संयंत्रों में CO₂ स्वीकर्ता है जबकि PEP C4 संयंत्रों में पहला CO_{2 स्वीकर्ता है।}

सारांश – C3 बनाम C4 पौधे

C3 और C4 दो प्रकार के पौधे हैं। C3 पौधे बहुत आम हैं जबकि C4 पौधे बहुत दुर्लभ हैं। C3 और C4 पौधों के बीच महत्वपूर्ण अंतर पहले कार्बन उत्पाद पर निर्भर करता है जो वे डार्क रिएक्शन के दौरान पैदा करते हैं। C3 संयंत्र केल्विन चक्र को अंजाम देते हैं और पहले स्थिर उत्पाद के रूप में तीन-कार्बन यौगिक का उत्पादन करते हैं जबकि C4 संयंत्र C4 तंत्र को अंजाम देते हैं और पहले स्थिर उत्पाद के रूप में चार कार्बन यौगिक का उत्पादन करते हैं। इसके अलावा, C3 पौधे कम प्रकाश संश्लेषक दक्षता दिखाते हैं जबकि C4 पौधे उच्च प्रकाश संश्लेषक दक्षता दिखाते हैं।इसके अलावा, C3 पौधों में पत्तियों में क्रांज शरीर रचना नहीं होती है, और साथ ही उनके पास दो प्रकार के क्लोरोप्लास्ट नहीं होते हैं। दूसरी ओर, C4 पौधों की पत्तियों में क्रांज एनाटॉमी होती है, और उनके पास दो प्रकार के क्लोरोप्लास्ट भी होते हैं। इस प्रकार, यह C3 और C4 पौधों का सारांश है।