FOTOSINTESIS C3 Y C4

Las plantas C3 utilizan solo el ciclo de Calvin para la fijación de carbono. Alrededor del 85% de las especies de plantas son C3.
Estas plantas tienen el inconveniente de que en condiciones secas-calientes, su eficiencia fotosistémica sufre debido a un proceso llamado fotorrespiración. Cuando la concentración de CO2 en los cloroplastos cae por debajo de aprox. 50 ppm, el catalizador rubisco que ayuda a fijar el carbono, comienza a fijar oxígeno en su lugar. Esto supone un tremendo derroche de la energía recogida de la luz, y hace que la enzima rubisco funcione a tal vez una cuarta parte de su velocidad máxima.

el problema de la fotorrespiración en plantas C4, es superado por una estrategia de dos etapas que mantienen el CO2 alto y el oxígeno bajo en el cloroplasto, donde opera el ciclo de Calvin. La clase de plantas llamadas intermedias C3-C4 y las plantas CAM, tambien tienen mejores estrategias que las plantas C3 para evitar la fotorrespiración.

Las plantas C4 nunca se saturan con la luz y muchas superan en condiciones calientes a las C3. Utilizan un proceso de dos etapas donde el dióxido de carbono se fija. La ventaja que tiene este proceso, es que el bombeo activo de carbono hacia la célula de la vaina fascicular, y el bloqueo de oxígeno, producen un entorno de 10-120 veces como mucho de dióxido de carbono disponible para el ciclo de Calvin, y la rubisco tiende a ser utilizada de manera óptima. La alta concentración de CO2 y la ausencia de oxígeno, implica que el sistema nunca experimenta los efectos detractores de la fotorrespiración.

El inconveniente de la fotosíntesis C4, es la energía extra en forma de ATP que se utiliza para bombear los ácidos de 4 carbonos a la célula de la vaina fascicular, y el bombeo del compuesto de 3 carbonos de vuelta a la célula mesófila, para la conversión a PEP. Esta perdida en el sistema, es la razón por la que si hay una gran cantidad de agua y Sol, las plantas C3 superan a las plantas C4.