การปรับตัวของพืชต่อสิ่งแวดล้อมโดยใช้การสังเคราะห์ด้วยแสงแบบอื่นๆ
ตั้งต้นสำหรับนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์น้ำตาล โดยการรวมตัวของคาร์บอนไดออกไซด์
กับไรบูโลส 1,5 บิสฟอสเฟต เกิดเป็น 3-ฟอสโฟกลีเซอเรต ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีคาร์บอน
3 อะตอม เราจึงเรียกพืชพวกนี้ว่า พืช C3 ในวันที่แสงแดดจัด อากาศร้อนและแห้งแล้ง
พืชเหล่านี้จะลดการสูญเสียน้ำด้วยการปิดปากใบส่วนใหญ่เอาไว้ ทำให้คาร์บอนไดออกไซด์
จากอากาศผ่านเข้ามาทางปากใบได้น้อยมาก รวมทั้งออกซิเจนที่เกิดจากปฏิกิริยาที่ต้องใช้แสง
ไม่สามารถปล่อยออกสู่บรรยากาศได้ ก็จะสะสมอยู่ในคลอโรพลาสต์มากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อการตรึง
คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นได้น้อย พืช C3 จะทำการตรึงออกซิเจนที่สะสมคั่งค้างอยู่นั้นเอาไว้
แทน ด้วยการรวมตัวกับไรบูโลส 1,5 บิสฟอสเฟต เกิดเป็นสารประกอบที่มีคาร์บอน 2 อะตอม
สารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นนี้จะถูกขนส่งออกจากคลอโรพลาสต์ และถูกนำไปสลายโดยไมโทคอน-
เดรียและเพอร์ออกซิโซม (peroxisome) ซึ่งจะทำให้ได้คาร์บอนไดออกไซด์ออกมา และจะถูก
นำไปใช้ในการสร้างน้ำตาลต่อไปแต่อย่างไรก็ตามการสร้างอาหารจะเกิดขึ้นน้อยลงกว่าปกติ
เนื่องจากสารอินทรีย์ในวัฏจักรเคลวินบางส่วนได้ถูกนำไปใช้ในการตรึงออกซิเจน
กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงที่แตกต่างไปจากพืช C3 โดยภายหลังการตรึงคาร์บอน-
ไดออกไซด์จากอากาศแล้ว จะมีการเปลี่ยนแปลงโมเลกุลของสารอินทรีย์ไปเป็นสาร
ประกอบที่มีคาร์บอน 4 อะตอม ชื่อ มาเลต (malate) เราเรียกพืชพวกนี้ว่า พืช C4
รูปที่ 8.12 โครงสร้างของใบพืช C4 และกระบวนการสร้างน้ำตาลของพืช C4
(bundle-sheath cells) และเซลล์เมโซฟิลล์ เซลล์บันเดิลชีทจะเรียงตัวกันหนาแน่นรอบๆ
เส้นใบ ถัดออกมาจะเป็นเซลล์เมโซฟิลล์ วัฏจักรเคลวินของพืช C4 เกิดขึ้นในเซลล์บันเดิลชีท
แต่คาร์บอนไดออกไซด์ที่จะป้อนเข้าสู่วัฏจักรเคลวินนั้นได้รับมาจากกระบวนการเปลี่ยนแปลง
โมเลกุลของสารอินทรีย์ในเซลล์เมโซฟิลล์ โดยเริ่มจากคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศซึ่งผ่าน
เข้ามาทางปากใบได้เพียงเล็กน้อยนั้นจะรวมตัวกับ ฟอสโฟอีนอลไพรูเวต
(phosphoenolpyruvate) ในเซลล์เมโซฟิลล์ โดยอาศัยเอนไซม์ฟอสโฟอีนอลไพรูเวต
คาร์บอกซีไคเนส (phosphoenolpyruvate carboxykinase) เกิดเป็นสารประกอบที่มี
คาร์บอน 4 อะตอม ที่ชื่อ ออกซาโลแอซีเตต (oxaloacetate) ซึ่งจะถูกเปลี่ยนแปลงต่อไปเป็น
มาเลต (malate) และถูกขนส่งออกจากเซลล์เมโซฟิลล์ไปยังเซลล์บันเดิลชีท ที่เซลล์
บันเดิลชีท คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยเป็นอิสระจากโมเลกุลของมาเลต และจะถูกตรึง
โดยการรวมตัวกับไรบูโลส 1,5 บิสฟอสเฟต แล้วเข้าสู่วัฏจักรเคลวินต่อไป
รูปที่ 8.13 กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช
C4 และพืช CAM
สังเคราะห์ด้วยแสงที่ต่างไปจากพืช C3 และ C4 ได้แก่ กระบองเพชร และสับปะรด
พืชพวกนี้จะเปิดปากใบเฉพาะในเวลากลางคืนและปิดปากใบในเวลากลางวันเพื่อป้องกัน
การสูญเสียน้ำ ในเวลากลางคืนเมื่อปากใบเปิด การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์จะเกิดขึ้น
โดยการรวมตัวของคาร์บอนไดออกไซด์เข้ากับสารอินทรีย์หลากหลายชนิดซึ่งจะเกิด
การเปลี่ยนแปลงโมเลกุลไปเป็นสารอินทรีย์ที่เป็นกรดหลายตัวด้วยกัน สารอินทรีย์ที่เกิดขึ้น
นั้นจะถูกเก็บไว้ในแวคิวโอล (vacuole) เมื่อปากใบปิดในตอนกลางวัน ปฏิกิริยาใช้แสง
จะเกิดขึ้นเพื่อสร้าง ATP และ NADPH สำหรับป้อนเข้าสู่วัฏจักรเคลวิน ส่วนคาร์บอน-
ไดออกไซด์ จะถูกปล่อยออกมาจากโมเลกุลสารอินทรีย์ที่พืชสร้างเอาไว้ในเวลากลางคืน
ทำให้วัฏจักรเคลวินสามารถทำงานได้ กระบวนการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์อย่างที่พบ
ในพืชพวกกระบองเพชรและสับปะรดนี้ถูกค้นพบเป็นครั้งแรกในพืชตระกูลครัสซูเลเชียน
(crassulacean) และเรียกการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะแสงแดดจัดและแห้งแล้งโดยใช้
กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงดังกล่าวนี้ว่า เมแทบอลิซึมของกรดอินทรีย์ในพืชครัสซูเลเชียน
(crassulacean acid metabolism) เรียกย่อๆ ว่า CAM ต่อมาเมื่อพบว่ายังมีพืชอื่นๆ
ที่มีการปรับตัวแบบเดียวกับพืชครัสซูเลเชียนด้วย จึงเรียกพืชเหล่านั้นรวมๆ ว่า พืช CAM
