C3 식물

1. 본문

C3 식물은 광합성 과정에서 탄소를 고정하는 방식에 따라 구분되는 식물의 한 종류입니다. C3 식물에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.
C3 식물이란?

• 탄소 고정: C3 식물은 캘빈 회로(Calvin cycle)를 통해 이산화탄소를 고정하며, 이 과정에서 생성되는 첫 번째 안정적인 화합물이 3개의 탄소 원자를 가진 3-인산글리세르산(3-phosphoglycerate, 3-PGA)이기 때문에 C3 식물이라고 불립니다.
• 광호흡: C3 식물은 광호흡(photorespiration)이라는 과정을 겪습니다. 광호흡은 빛이 강하고 온도가 높으며 이산화탄소 농도가 낮을 때 발생하는데, 이는 광합성 효율을 저하시키는 요인이 됩니다. 루비스코(RuBisCO) 효소가 이산화탄소 대신 산소와 결합하여 3-PGA를 산화시키고 이산화탄소를 방출하기 때문입니다.

• 서식 환경: C3 식물은 온대 기후와 같이 비교적 온화하고 습윤한 환경에서 잘 자랍니다. 빛의 세기가 너무 강하지 않고, 이산화탄소 농도가 200ppm 이상이며, 물이 충분한 환경이 적합합니다.
• 종류: 벼, 밀, 콩, 보리, 감자, 시금치, 클로렐라 등 대부분의 식물이 C3 식물에 속합니다. 전 세계 식물 생체량의 약 95%를 차지합니다.
• 잎의 구조: C3 식물의 잎은 엽맥을 둘러싸는 유관속초 세포가 비교적 작고, 그 주변에 책상 유조직과 해면 유조직이 뚜렷하게 구분되는 양면엽 구조를 가집니다.

• C4 식물: C4 식물은 이산화탄소를 고정할 때 4개의 탄소 원자를 가진 화합물(옥살아세트산)을 생성합니다. C4 식물은 덥고 건조한 환경에서 C3 식물보다 광합성 효율이 높습니다. 옥수수, 사탕수수, 수수 등이 C4 식물에 속합니다.
• CAM 식물: CAM 식물은 밤에 이산화탄소를 흡수하여 유기산 형태로 저장했다가 낮에 광합성에 사용하는 방식으로, 매우 건조한 환경에 적응한 식물입니다. 선인장, 파인애플 등이 CAM 식물에 속합니다.

• 광합성 경로: C3 식물은 캘빈 회로만을 사용하는 반면, C4 식물은 C4 회로와 캘빈 회로를 모두 사용합니다.
• CO2 고정 장소: C3 식물은 잎살 세포에서만 광합성을 하지만, C4 식물은 잎살 세포와 유관속초 세포에서 광합성을 합니다.
• 광합성 효율: C4 식물은 고온, 건조, 강한 빛 조건에서 C3 식물보다 광합성 효율이 높습니다. 이는 C4 식물이 광호흡을 억제하는 기작을 가지고 있기 때문입니다.