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9.7: Voie métabolique C4 et CAM
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Voie métabolique C4 et CAM
 
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* La traduction du texte est générée par ordinateur

9.7: Voie métabolique C4 et CAM

Aperçu

Certaines plantes, comme la canne à sucre et le maïs, qui poussent dans des conditions chaudes, utilisent un processus alternatif appelé la voie C4 pour fixer le carbone. Le cycle commence avec le CO2 de l’atmosphère entrant dans les cellules mésophylles où il est utilisé pour générer de l’oxaloacétate , une molécule à quatre carbones, à partir de phosphoenolpyruvate (PEP). L’oxaloacétate est ensuite converti en malate et transporté dans des cellules de gaine de faisceaux, où la concentration d’oxygène est faible. Là, le CO2 est libéré de la maladie et entre dans le cycle Calvin où il est converti en sucres. La voie CAM est effectuée dans des plantes comme les cactus qui ont également besoin de conserver l’eau pendant la journée. Les plantes CAM laissent entrer le CO2 dans les feuilles la nuit et produisent de la malate qui est stockée dans des vacuoles jusqu’au lendemain. Le malate est alors libéré des vacuoles et traité dans le cycle calvin. La voie C4 sépare les différents processus localement, tandis que la voie CAM les sépare chronologiquement.

La voie C4

Certaines plantes, comme le maïs et la canne à sucre, ont développé d’autres façons de fixer le carbone qui aident à éviter la perte d’eau dans les environnements chauds et secs. L’une de ces méthodes est la voie C4. Dans la première étape, le CO2 pénètre dans les cellules mésophylles, et l’enzyme phosphoenolpyruvate (PEP) carboxylase l’ajoute à la PPE composée de 3 carbones pour former l’oxaloacétate composé de 4 carbones. L’oxaloacétate est ensuite transformé en acide organique appelé malate.

Par la suite, le malate est transporté dans les cellules de gaine de faisceau profondément dans la feuille où la concentration d’oxygène est faible. Malate est décomposé, libérant une molécule de CO2 qui entre ensuite dans le cycle Calvin où l’enzyme rubisco le convertit en sucre. La voie C4 offre un avantage dans des conditions chaudes et arides car les plantes fermeront leurs stomates pour conserver l’eau. En conséquence, ils peuvent maintenir la concentration d’oxygène faible et donc favoriser la liaison de CO2 à rubisco plutôt que O2. Lorsque la concentration d’oxygène est plus élevée, le rubisco lie O2 au lieu de CO2— un processus appelé photorespiration — qui arrêterait la photosynthèse et consommerait de l’énergie.

La voie CAM

D’autres plantes, comme les cactus et l’ananas, utilisent la voie du métabolisme de l’acide crassulacéen (CAM) pour fixer le carbone. Les plantes CAM ouvrent principalement leurs stomates la nuit pour prévenir la perte d’eau pendant la chaude journée. La nuit, le CO2 pénètre dans les cellules mésophylles, où il se combine avec la PPE pour former de l’oxaloacétate et éventuellement du malate. Malate est ensuite stocké dans des vacuoles jusqu’au lendemain quand il est libéré des vacuoles et entre dans le cycle Calvin. Les premières étapes de la photosynthèse se déroulent pendant la journée car elles dépendent de la lumière, tandis que les réactions légères indépendantes du cycle Calvin ont lieu pendant la nuit. De cette façon, les plantes CAM séparent la fixation du CO2 et la synthèse du sucre en utilisant différents moments de la journée.


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