Fixación do carbono C3

Ciclo de Calvin–Benson.

A fixación do carbono C₃ é unha vía metabólica para a fixación do carbono na fotosíntese utilizada pola maioría das plantas, na cal o CO₂ atmosférico entra directamente no ciclo de Calvin. É un dos tres modos de fixación do carbono na fotosíntese, xunto coa fixación C4 e a CAM. Este proceso converte o dióxido de carbono e a ribulosa 1,5-bisfosfato (RuBP, un azucre de 5 carbonos xa existente na planta) en dúas moléculas de 3-fosfoglicerato, que levan os carbonos procedentes do CO₂. O 3-fosfoglicerato é un composto de 3 carbonos, de onde vén a denominación C3. O proceso realízase segundo a seguinte reacción:

CO₂ + RuBP → (2) 3-fosfoglicerato

Esta reacción ocorre en todas as plantas como paso inicial do ciclo de Calvin–Benson. Non obstante, as plantas que non son C3 teñen unha fixación do carbono previa independente do ciclo de Calvin e unha segunda fixación posterior igual á C3. Nas plantas C4, o dióxido de carbono que se utiliza no ciclo de Calvin deriva do malato, polo que non o toman directamente do aire; o malato fórmano en reaccións previas nas que si se toma CO₂ do aire.

Sección transversal dunha planta C3, concretamente dunha folla de Arabidopsis thaliana. Móstranse os feixes vasculares, que non están rodeados de vaíña vascular. Debuxo baseado en imaxes microscópicas cortesía do Departamento de Ciencias das Plantas da Universidade de Cambridge.

As plantas que presentan só fixación C3 (plantas C3) tenden a prosperar en áreas onde a intensidade solar é moderada, as temperaturas non son moi cálidas, as concentracións de dióxido de carbono son de arredor de 200 ppm ou maiores, e a auga no solo é abundante. As plantas C3 orixináronse durante o Paleozoico e Mesozoico, e son anteriores ás plantas C4, que son unha derivación súa. As plantas C3 aínda representan aproximadamente o 95% da biomasa de plantas da Terra. As plantas C3 perden o 97% a auga que captan pola raíces por causa da transpiración. Exemplos e plantas C3 agrícolas son o arroz e a cebada.

As plantas C3 non poden crecer ben en áreas moi cálidas porque nesas condicións o encima RuBisCO, normalmente encargado da carboxilación a partir do CO₂, incorpora máis oxíxeno á ribulosa 1,5-bisfosfato a medida que a temperatura aumenta. Isto orixina o fenómeno da fotorrespiración (tamén chamado ciclo do carbono fotosintético oxidativo ou fotosíntese C2), que orixina un malgasto de enerxía na planta, e pode limitar o seu crecemento. As plantas C4 e CAM teñen adaptacións que lles permiten sobrevivir en áreas cálidas e/ou secas, e compiten vantaxosamente coas C3 nesas áreas.

A sinatura isotópica das plantas C3 mostra un alto grao de depleción do ¹³C en comparación coas plantas C4. As plantas C3 carecen da vaíña vascular de células que rodea os vasos condutores das plantas C4.