การตรึงคาร์บอนแบบ C3

เป็นวิธีการตรึงคาร์บอนในการสังเคราะห์ด้วยแสงที่พบมากที่สุดในสามวิธีที่เหลือคือ C₄ และ CAM กระบวนการนี้จะเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และไรโบรสบิสฟอสเตต (RuBP, น้ำตาล 5 คาร์บอน) เป็น 3-phosphoglycerate 2 โมเลกุล ผ่านปฏิกิริยาต่อไปนี้:

ภาพตัดขวางใบของ Arabidopsis thaliana ที่ใช้การตรึงคาร์บอนแบบ C₃

CO₂ + H₂O + RuBP → (2) 3-ฟอสโฟกลีเซอเรต

ปฏิกิริยานี้เป็นขั้นตอนแรกของวัฏจักรคัลวิน โดยในพืช C₃ จะตรึงจากอากาศแทนที่จะตรึงมาจากมาเลตตามพืช C₄ และ CAM

พืชที่มีชีวิตรอดโดยการตรึงคาร์บอนแบบ C₃ อย่างเดียว (พืช C₃) มีแนวโน้มที่จะเจริญเติบโตในพื้นที่ที่ความเข้มของแสงแดดอยู่ในระดับปานกลาง อุณหภูมิปานกลาง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ที่ประมาณ 200 ppm หรือสูงกว่า และมีน้ำใต้จำนวนมาก พืช C₃ ที่มีต้นกำเนิดในช่วงยุค Mesozoic และ Paleozoic ก่อนพืช C4 และยังพบในพืชประมาณ 95% ของโลกรวมถึงพืชอาหารที่สำคัญ เช่น ข้าวเจ้า ข้าวสาลี ถั่วเหลือง และข้าวบาร์เลย์

พืช C₃ ไม่สามารถเติบโตได้ในพื้นที่ที่ร้อนมากเพราะ RuBisCO รวมออกซิเจนเข้ากับ RuBP มากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่การหายใจแสง ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียสุทธิของคาร์บอนและไนโตรเจนจากพืชและจำกัดการเติบโต

พืช C₃ สูญเสียน้ำถึง 97% ที่ถูกดูดผ่านรากเพื่อคายน้ำ ในพื้นที่ที่แห้งพืช C₃ จะปิดปากใบเพื่อลดการสูญเสียน้ำ แต่สิ่งนี้จะหยุด CO₂ จากการเข้าไปในใบไม้และลดความเข้มข้นของ CO₂ ในใบ สิ่งนี้จะลดอัตราส่วนของ CO₂ ต่อ O₂ ทำให้เกิดการหายใจแสงมากขึ้นพืช C4 และ CAM มีการดัดแปลงที่ทำให้พวกมันสามารถอยู่รอดได้ในพื้นที่ร้อนและแห้งดังนั้นจึงสามารถแข่งขันกับ C₃ พืชในพื้นที่เหล่านี้ได้

ชื่อ C₃ มาจากผลิตภัณฑ์ตัวแรกหลังจากตรึงคาร์บอนมา ซึ่งนั่นก็คือฟอสโฟกลีเซอเรตซึ่งมีคาร์บอนทั้งหมดสามตัว

อ้างอิง

1. C. Michael Hogan. 2011. "Respiration". Encyclopedia of Earth. Eds. Mark McGinley and C. J. Cleveland. National Council for Science and the Environment. Washington, D.C.
2. Raven, J. A.; Edwards, D. (March 2001). "Roots: evolutionary origins and biogeochemical significance". Journal of Experimental Botany. 52 (Supplement 1 แม่แบบ:^): 381–401. doi:10.1093/jexbot/52.suppl_1.381. PMID 11326045.