为什么c4植物与c3植物（什么是c3和c4植物）

2023-12-13 09:05:08 来源：泰兴文学点击：3

简述为什么c4植物比c3植物生长速度快，单位面积的生物量大

在生理上，C4植物一般比C3植物具有较强的光合作用，这是与C4植物的PEP羧化酶活性较强，光呼吸很弱有关。PEP羧化酶对CO2的Km值(米氏常数)是7μmol，核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶的Km值是450μmol。前者比后者对CO2的亲和力大得很多。试验证明，C4植物的PEP羧化酶的活性比C3植物的强60倍，因此，C4植物的光合速率比C3植物快许多，尤其是在二氧化碳浓度低的环境下，相差更是悬殊。由于C4植物能利用低浓度的CO2，当外界干旱气孔关闭时，C4植物就能利用细胞间隙里的含量低的CO2，继续生长，C3植物就没有这种本领。所以，在干旱环境中，C4植物生长比C3植物好。C4 之所以光呼吸很弱是因为(1)C4植物的光呼吸代谢是发生在维管束鞘细胞（BSC）中，由于C4途径的脱羧使BSC中CO2浓度提高，这就促进了Rubisco 的羧化反应，抑制了Rubisco 的加氧反应。(2)由于C4植物叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2的亲和力高，即使BSC中有光呼吸的CO2释放，CO2在未跑出叶片前也会被叶肉细胞中的PEP羧化酶再固定。

C4植物适应于高光强，光饱和点明显高于C3植物。相应的C4植物全年干物质积累量近40吨/ 公顷，C3植物约22吨/公顷。C4植物光合作用的最适温度30－47℃，C3植物适宜温度在20－30℃之间，C4植物的高光合速率是付出代价的，它在同样的条件下要比C3植物消耗更多的能量，C4植物每同化一分子CO2要比C3植物多消耗2ATP（腺苷三磷酸），在能量上是不经济的。所以，在光照强、气温高的地区，C4植物生长比C3植物好；而在光强、温度较低的地区，C4植物的光合效率就不一定比C3植物高。

为什么C4植物的光合能力比C3植物的强？

因为C4植物中,存在一个CO2泵的机制.

磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)首先于CO2结合,形成有四个碳原子的草酰乙酸.这个过程在维鞘细胞外围叶肉中进行.

草酰乙酸进入维鞘细胞,变成苹果酸,然后苹果酸脱去羧基变成丙酮酸,而丙酮酸则回到维宵细胞外围叶肉细胞中,参与下一轮的CO2的搬运.

这就是C4途径.

而随后在维鞘细胞里就发生卡尔文本生循环过程(C3途径).这里,就和一般的C3植物没有区别了:CO2被5个碳的二磷酸核酮糖(RuBP)所固定,形成两个三碳化合物~~~```

C4途径的光和效率之所以比C3的强,是因为PEP与CO2的结合能力远远大于RuBP.这是关键~~~

其意义在于,使C4植物的C3循环中,原料CO2源源不断的被运进去.而C3植物就做不到这一点.

这一点,在CO2浓度比较低的时候犹为突出.

CO2浓度比较低的时候,C3植物的光合作用启动很慢,而且进行的也很慢,但C4的光合作用不仅启动快,而且进行的也快

只是CO2浓度大到一定程度以后,C4在某个酶的副作用下发生强烈的光呼吸,其光合总水平就会小于C3植物.

为什么C4植物的光合能力比C3植物的强