Fixation du carbone en C3

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La fixation du carbone en C3 est une voie métabolique de fixation du carbone parmi les trois voies de la photosynthèse, les deux autres étant la fixation du carbone en C4 et le métabolisme acide crassulacéen (CAM). On l'appelle ainsi en référence au 3-phosphoglycérate, molécule à trois atomes de carbone formée par condensation du dioxyde de carbone CO2 sur du ribulose-1,5-bisphosphate par la RuBisCO :

RuBP-2D-skeletal.png   + CO2 + H2O  →  2   Glycerate 3-phosphate.svg
D-ribulose-1,5-bisphosphate   3-phospho-D-glycérate
Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase (RuBisCO) – EC 4.1.1.39

Cette réaction a lieu dans toutes les plantes comme première étape du cycle de Calvin. Chez les plantes en C4, le dioxyde de carbone est concentré autour de la RuBisCO sous forme de malate.

Les plantes en C3, qui ne réalisent que la fixation du carbone en C3, tendent à se développer dans les environnement riches en eaux souterraines où le rayonnement solaire et la température sont modérés et la concentration de CO2 de l'ordre de 200 ppm ou plus[1]. Les plantes en C3, apparues au cours du Mésozoïque et du Paléozoïque, ont supplanté les plantes en C4 et représentent aujourd'hui environ 95 % de la biomasse végétale. Elle perdent par transpiration 97 % de l'eau absorbée par leurs racines[2]. Le riz et l'orge, par exemple, sont des plantes en C3.

Les plantes en C3 ne peuvent pas pousser dans les zones trop chaudes parce que l'activité oxygénase de la RuBisCO augmente avec la température par rapport à l'activité carboxylase, c'est-à-dire que la photorespiration devient prépondérante sur la fixation du carbone, ce qui conduit à une perte nette de carbone et d'azote par la plante. Dans les zones sèches, les plantes en C3 referment leurs stomates pour limiter leurs pertes en eau, mais cela a également pour effet de limiter l'entrée du dioxyde de carbone dans les feuilles et donc la concentration en CO2 dans ces dernières : cela réduit le ratio CO2/O2 et donc augmente la photorespiration.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. C. Michael Hogan. 2011. "Respiration". Encyclopedia of Earth. Eds. Mark McGinley and C. J. Cleveland. National Council for Science and the Environment. Washington, D.C.
  2. (en) J. A. Raven et D. Edwards, « Roots: evolutionary origins and biogeochemical significance », Journal of Experimental Botany, vol. 52, no supplément 1,‎ 2001, p. 381-401 (lire en ligne) DOI:10.1093/jexbot/52.suppl_1.381 PMID : 11326045