C4植物与C3植物的比较

.植物与植物的比较根据光合碳同化的最初光合产物的不同，高等植物可分为两类(1)C3植物。 这种植物的最早产物是3-磷酸甘油酸(三碳化合物)，该反应途径称为C3途径，如水稻、小麦、棉花、大豆等多种植物。(2) C4植物。 由于这种植物以草醋酸(四碳化合物)为最初的产物，因此这种途径称为C4途径，如甘蔗、玉米、高粱等。一般来说，C4植物比C3植物具有更强的光合作用，原因如下一、叶片微结构重点比较维管束鞘细胞结构C4植物叶的维管薄壁细胞大，其中含有很多大的叶绿体，叶绿体在没有基粒和基粒发育不良的维管鞘的外侧紧贴着环状或接近环状的叶肉细胞，构成“花圈型”构造。 这种结构是C4植物叶片特有的特征。 叶肉细胞内叶绿体数量少，个体小，有基粒。C3植物维管束鞘薄壁细胞小，不含叶绿体或少，无花环型结构，维管束鞘周围的叶肉细胞排列松散。植物种类植物植物叶的解剖结构没有“花圈型”结构维管束鞘细胞及周围叶肉细胞的一部分构成花环型结构叶绿体的类型某种叶绿体，主要在叶肉细胞中有两种叶绿体，叶肉细胞叶绿体正常，维管束鞘细胞叶绿体无基粒二、淀粉粒形成的场所C4植物用磷酸酚式丙酮酸固定二氧化碳的反应是在叶肉细胞中进行的，生成的四羧酸转移到维管束鞘薄壁细胞中，释放二氧化碳，与碳烷循环有关形成糖类，因此甘蔗、玉米等C4植物进行光合作用时，只有维管束鞘薄壁细胞形成淀粉水稻等C3植物因为只有叶肉细胞含有叶绿体，所以光合作用过程是在叶肉细胞中进行的，淀粉也只是在叶肉细胞中蓄积，而在维管束鞘薄壁细胞中没有淀粉蓄积。三、生理上，C4植物一般比C3植物具有更强的光合作用，与C4植物磷酸酚式丙酮酸羧化酶活性强、光呼吸弱有关。卡尔文循环的CO2固定是通过核糖二磷酸羧化酶的作用实现的，C4途径的CO2固定是通过磷酸酚式丙酮酸羧化酶催化实现的。 两种酶都可以固定CO2。 对CO2的亲和力差别很大。 实验证明，C4植物磷酸酚式丙酮酸羧化酶的活性比C3植物强60倍，因此C4植物的光合速度比C3植物快得多，特别是在二氧化碳浓度低的环境下，差异更大。 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶对CO2的亲和力大，因此C4植物可以利用低浓度的二氧化碳，但不能利用C3植物。由于C4植物能够利用低浓度的CO2，当外部干燥气孔关闭时，C4植物利用细胞间隙的CO2继续生长，C3植物没有其能力。 因此，在干燥环境中C4植物比C3植物生长良好。C4植物磷酸醇式丙酮酸羧化酶活性强，对CO2亲和力大，该酶起“二氧化碳泵”的作用，将外部CO2“压入”维管束鞘薄壁细胞，增加维管束鞘薄壁细胞的CO2。 因此，植物浓度低，光合速率高于植物。与植物相比，植物的二氧化碳饱和点低、光饱和点高、光合效率高是判断植物的标准之一。 植物是通过途径同化碳的植物，它同时具有两条途径，途径本身不能还原成糖，只有能够改善的供给才是辅助系统。 由下图可知，植物a的光补偿点(在光下，植物光合作用的吸收量和呼吸作用的释放量达到动态平衡时外界环境中的浓度)高，是植物。 植物b是植物。综上所述，可见C4植物的光呼吸低于C3植物。 由于C3植物光呼吸明显，又称光呼吸植物和高光呼吸植物的C4植物光呼吸低，几乎无法测定，故又称非光呼吸植物和低光呼吸植物。 水稻、小