С₃-фотосинтез представляет собой однин из трёх основных существующих на Земле метаболических путей для фиксации углерода наряду с С₄ и CAM-фотосинтезом. В ходе этого процесса углекислый газ и рибулозобисфосфат (пятиуглеродный сахар) превращаются в две молекулы3-фосфоглицерата посредством следующей реакции:

СО₂ + H₂O + РуБФ → (2) 3-фосфоглицерат

Эта реакция происходит у всех растений, как первый шаг цикла Кальвина-Бенсона. У С₄-растений углекислый газ фиксируется после высвобождения из малата, а не напрямую из воздуха.

С₃-растения, как правило, процветают в районах с обилием подземных вод, умеренной интенсивностью солнечного света, умеренной температурой и концентрацией углекислого газа около 200 ppm или выше^[1]. Эти растения зародились в Мезозое и Палеозое, задолго до появления С₄-растений, и по-прежнему составляют около 95 % растительной биомассы Земли. В качестве примера можно привести рис и ячмень^[2].

С₃-растения теряют до 97 % воды, закаченной через корни в виде транспирации. По этой причине они не могут расти в жарких местах: главный фермент С₃-фотосинтеза, Рубиско, с повышением температуры начинает активнее катализировать побочную реакцию РуБФ с кислородом. Утилизация побочных продуктов этой реакции происходит в ходе фотодыхания, что приводит к потере растением углерода и энергии и, следовательно, может ограничивать его рост. В засушливых районах С₃-растения закрывают устьица, чтобы уменьшить потери воды, но это не даёт CО₂ попадать в листья и снижает его концентрацию в листьях. В результате падает соотношение СО₂:О₂, что также усиливает фотодыхание. С₄ и CAM-растения имеют приспособления, позволяющие им выживать в засушливых и жарких районах, и поэтому они могут вытеснить С₃-растения в этих областях. Изотопная подпись С₃-растений обеднена изотопом ¹³С по сравнению с подписью С₄-растений.

Примечания