光合作用c2途经植物(c3c4植物光合作用的比较)

c3c4植物光合作用的比较

四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合，提高强光、高温下的光合速率，在干旱时可以部分地收缩气孔孔径，减少蒸腾失水，而光合速率降低的程度就相对较小，从而提高了水分在四碳植物中的利用率。这些特性在干热地区有明显的选择上的优势。 　　C4植物与C3植物的一个重要区别是C4植物的CO2补偿点很低，而C3植物的补偿点很高，所以C4植物在CO2含量低的情况下存活率更高。 　　C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。在这种环境中，植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳，会导致水分通过蒸腾作用过快的流失。所以，植物只能短时间开放气孔，二氧化碳的摄入量必然少。植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用，合成自身生长所需的物质。 　　在C4植物叶片维管束的周围，有维管束鞘围绕，这些维管束鞘细胞里有叶绿体，但里面并无基粒或基粒发育不良。在这里，主要进行卡尔文循环。 　　该类型的优点是，二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中，因为这是卡尔文循环的场所，而维管束鞘细胞则不含叶绿体。而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内，因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的。 　　C4型植物有：单子叶植物禾本科、莎草科，双子叶植物菊科、大戟科、藜科和苋科。

c3植物光合作用特点

C3固碳是一种代谢途径的碳固定在光合作用(暗反应).这一过程转换二氧化碳和核酮糖二磷酸（RuBP,5碳糖）到3-磷酸通过以下反应：

6 CO2 + 6 RuBP → 12 3-phosphoglycerate

这反应发生在所有植物作为第一步的卡尔文循环.

卡尔文循环：

第一步 CO2 与 RuBisCO结合 变成C3,这一步指的是3-phosphoglycerate

第二步： C3+ATP=1,3-bisphosphoglycerate+ADP

(1,3-bisphosphoglycerate就是1,3-双磷酸甘油酸)

NAPDH与1,3-双磷酸甘油酸反应产生NADP+ 和G3P(Glyceraldehyde 3-phosphate)(甘油醛-3-磷酸)

第三步：产生C5 (ribulose 5-phosphate)(5磷酸核酮糖)

(以上卡尔文循环已经有了简化)

其实C3不是化学式,不过是特征的简写,正如生物书的[H]指的是NADPH而不是单单是H

c3和c4植物光合作用的区别

所谓光补偿点是指植物在一定的光照下.光合作用吸收CO2的呼吸作用数量达到平衡状态的光照强度.

C4植物的光饱和点一般比C3植物高，有的C4植物在自然光强下甚至测不到光饱和点（如玉米的嫩叶）。

阳生植物的光补偿点高于阴生植物，这是自然选择的结果。而C4植物一般是阳生植物，所以光补偿点相对较高。

c4植物比c3植物光合作用强的原因

C4植物的CO2补偿点和CO2饱和点均低于C3植物。因为C4植物RuBP羧化酶对二氧化碳的亲和力高，并具有浓缩CO2的特点，所以CO2补偿点低，即C4植物可利用较低浓度的CO2。

尽管C4植物CO2饱和点比C3植物的低，但其饱和点时的光合速率却往往比C3植物的高。陆生植物所需的CO2主要是从大气中获得的。

大气到达叶绿体暗反应部位的途径如下：大气—→气孔—→叶肉细胞间隙—→叶肉细胞原生质—→叶绿体基质。由此可见，光合速率与大气至叶绿体间的CO2浓度差成正比。凡是能提高CO2浓度差的因素都可促进CO2流通从而提高光合速率。如建立合理的作物群体结构，加强通风，增施CO2肥料等，均能显著提高作物光合速率。增施CO2对C3植物的效果优于C4植物，这是由于C3植物的CO2补偿点和饱和点较高的缘故。

对C3植物和C4植物而言，由于它们长期生活环境不同，对光照强度和CO2的浓度变化的反应也不同，由于C4植物通过C4途径固定CO2使C4植物的CO2补偿点和饱和点都比C3植物低。

由于C4植物长期生活在较热的区域，加之其利用CO2的途径较复杂，所需能量较多，使C4植物需要在较强光照下才能达到补偿点和饱和点，这使C4植物比C3植物的光补偿点和光饱和点都要高。对于两类植物而言，一般不宜就光合作用的最大速度进行比较，即a与b、c与d之间不宜作硬性比较。

一般来说，光补偿点高的植物其光饱和点往往也高。例如，草本植物的光补偿点与光饱和点通常高于木本植物；阳生植物的光补偿点和光饱和点高于阴生植物；C4植物的光饱和点高于C3植物（图3-25）。

光补偿点和光饱和点是植物需光特性的两个主要指标，光补偿点低的植物较耐荫，如大豆的光补偿点低于玉米，适于和玉米间作。环境条件不适宜，往往降低光饱和点和光饱和时的光合速率，并提高光补偿点。

C3植物光合作用

C4植物起源于热带,在强光、高温及干燥的气候条件下,C4植物的光合速率要远大于C3植物.气候干燥时,叶片气孔的开度变小,进入叶肉的CO2也随之减少,这就限制了Rubisco的羧化活性；气温高时,CO2和O2在水中的溶解度虽均降低,但CO2溶解度降低得更迅速,这样细胞液中CO2／O2的比值也降低,从而使得Rubisco的加氧活性升高,而羧化活性下降.

在这些情况下,C3植物的光呼吸增强.但C4植物的叶肉细胞中的PEPC对底物HCO-3的亲和力极高,细胞中的HCO3-浓度一般不成为PEPC固定CO2的限制因素；C4植物由于有“CO22泵”浓缩CO2的机制,使得BSC中有高浓度的CO2,从而促进Rubisco的羧化反应,降低了光呼吸,且光呼吸释放的CO2又易被再固定；加之高光强又可推动电子传递与光合磷酸化,产生更多的同化力,以满足C4植物PCA循环对ATP的额外需求；另外,鞘细胞中的光合产物可就近运入维管束,从而避免了光合产物累积对光合作用可能产生的抑制作用.

列表比较C3与C4植物的光合与生理特征

c3植物和c4植物在叶片结果和光合作用特征方面的异同　　C3植物大多是单子叶植物,碳三植物的co2补偿点高,光呼吸作用强.吸收的co2直接进入卡尔文循环.　　C4植物大多是开花植物（生长于干旱地区）,co2补偿点低,可以利用细胞间的co2进行光合作用.因为c4植物处于干旱地区,蒸腾作用压力过大,会使其气孔关闭.较c3其co2固定率高.　　cam 大多是多浆液植物 与C3,C4不同的是它在夜间吸收二氧化碳,在有光条件下释放二氧化碳,最后形成CH2O.　　光合作用可分为三个阶段：原初反应、光合电子传递及光合磷酸化（光反应）、光合碳循环（暗反应）。　　光反应过程使光能变为活跃化学能-ATP和NADPH+H+，两者能为下步合成反应和需能过程提供能量和H，两者合称为同化力。C3植物与C4植物光反应过程都是相同的。　　暗反应过程是植物利用光反应中产生的同化力，将CO2转变为有机化合物的过程。经过转化NADPH+H+和ATP中的活跃化学能转变成了有机物中的稳定化学能。　　只具有C3途径的植物称为C3植物（大豆）　　C3途径——卡尔文循环（TCA）：在叶肉细胞中进行：　　磷酸核酮糖+ CO2+ H2O——2磷酸甘油酸（3C）CO2被固定生成的第一产物为三碳物质。　　磷酸甘油酸+NADPH+H++ATP——磷酸甘油醛+NADP++ADP　　经六次循环能同化6分子CO2，生成一分子的已糖，　　反应式 6 CO2 +12（NADPH+H+）+18ATP——磷酸甘油醛+12NADP++18ADP　　除具C3途径外还具C4途径的植物称C4植物（玉米）　　C4途径：在维菅束鞘细胞和叶肉细胞中进行：　　CO2 + 磷酸烯醇式丙酮酸 ——草酰乙酸（4C）——苹果酸 —— 丙酮酸+CO2进行TCA。　　CO2被固定生成的第一产物为三碳物质。　　C4植物实际上是在C3途径的基础上多了一个固定二氧化碳的途径，这个途径起到了浓缩二氧化碳的作用，使维管束鞘中进行的C3途径提供了较高浓度的二氧化碳，从而使C4植物的同化能力比C3植物强。

c3c4植物光合效率

C4植物同化CO2消耗的能量比C3植物多,也可以说这个"CO2泵"是要由ATP来开动的,故在光强及温度较低的情况下,其光合效率还低于C3植物.只是在高温、强光、干旱和低CO2条件下,C4植物才显示出高的光合效率来.可见C4途径是植物光合碳同化对热带环境的一种适应方式.因此大多数热带植物都属于C4植物，但是其他环境下还是C3植物居多。

CO2同化的最初产物不是光合碳循环中的三碳化合物3-磷酸甘油酸，而是四碳化合物苹果酸或天门冬氨酸的植物。又称C4植物。如玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。而最初产物是3-磷酸甘油酸的植物则称为碳三植物（C3植物）

c3植物和c4植物光合作用的区别

光合作用中的C3和C5是有机物。

光合作用中的C3,C5分别是三碳化合物和五碳化合物；

C3到C5需要ATP

C3反应类型：：植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内,通过自由扩散进入叶绿体。

叶绿体中含有C5，起到将CO2固定成为C3的作用；C3再与【H】及ATP提供的能量反应,生成糖类（CH2O）并还原出C5。被还原出的C5继续参与暗反应。C3反应和C4反应是不同植物的光合作用类型,C4植物同时进行两种反应,C3植物只进行C3反映,就是我们学的光合作用。

c3c4植物光合特性的比较

c3植物和c4植物的区别有：

1、c3植物组织多为海绵、栅栏结构，c4多为花环转；

2、c3植物不含有叶绿体，而c4植物含有大量的叶绿体；

3、c4植物更加能够适应比较恶劣的环境。

首先，c3植物和c4植物植物最大的不同就是它们的组织结构不同，C3植物通常来说是海绵组织和栅栏组织，而c4植物的组织结构分布在体外的，多以花环转的围绕在束鞘细胞的外面，所以这也决定了c3植物组织结构不容易被破坏。

其次，一般来说植物都是含有叶绿体的，不过c3植物体内是不含有叶绿体的，无法进行光合作用，而c4植物含有大量的叶绿体，并且数目很多，体格也是比较大的。

最后，因为c4植物具有独特的叶绿体使得它更能在高温、寒冷、干旱的环境下生长，适应不同的环境，可以充分利用光合作用为自己提供营养成分，不过c3却是做不到。

C3植物具有什么循环功能？

C3植物最大的特点就是能都将c14的二氧化碳很快的转化为有机物，整个过程被人称为c3循环，后来经过不断的研究和发现，有了一个新的名字叫作卡尔文循环。