c4植物及c3植物的光合作用曲線比較(完整版)
【正文】 顯下降。植物出現(xiàn)光飽和點(diǎn)的實(shí)質(zhì)是強(qiáng)光下暗反應(yīng)跟不上光反應(yīng)從而限制了光合速率隨著光強(qiáng)的增加而提高。很多植物，如水稻、小麥、棉花、大豆等，在中午前后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)光抑制，輕者光合速率暫時(shí)降低，過(guò)后尚能恢復(fù)。 水層也可改變光強(qiáng)和光質(zhì)。C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)和CO2飽和點(diǎn)均低于C3植物因?yàn)镃4植物RuBP羧化酶對(duì)二氧化碳的親和力高，并具有濃縮CO2的特點(diǎn)，所以CO2補(bǔ)償點(diǎn)低，即C4植物可利用較低濃度的CO2。1．形態(tài)結(jié)構(gòu)的區(qū)別兩類植物在葉綠體的結(jié)構(gòu)及分布上不同（見表1），因C3植物的維管束不含葉綠體，葉脈顏色較淺；C4植物的維管束含葉綠體，葉脈綠色較深有呈“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞。此時(shí)，C4植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量很低的CO2進(jìn)行光合作用、光呼吸較弱，而C3植物不僅不能利用細(xì)胞間隙中的CO2進(jìn)行光合作用、光呼吸也較強(qiáng)，因而，C4植物比C3植物更能適應(yīng)高溫、光照強(qiáng)烈和干旱的環(huán)境。s^1，表觀光合量子效率分別為0．044和0．057mol CO22種不同類型的細(xì)胞各具不同的葉綠體。這些特性在干熱地區(qū)有明顯的選擇上的優(yōu)勢(shì)?！ ≡贑4植物葉片維管束的周圍，有維管束鞘圍繞，這些維管束鞘案由葉綠體，但里面并無(wú)基粒或發(fā)育不良。而C4植物的淀粉將會(huì)貯存于維管束鞘細(xì)胞內(nèi)，因?yàn)镃4植物的卡爾文循環(huán)是在此發(fā)生的。卡爾文在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，標(biāo)記有C14的CO2很快就能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物。這條途徑也被稱為哈奇斯萊克途徑。這草酰乙酸鹽在轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸鹽后,進(jìn)入維管束鞘，就會(huì)分解釋放二氧化碳和一分子甘油。這些植物晚上開放氣孔，吸收二氧化碳，同樣經(jīng)哈奇斯萊克途徑將CO2固定。C4型植物有：玉米、茼蒿、白莧菜、小白菜、空心菜。同時(shí)在葉肉細(xì)胞中開爾文循環(huán)開始。而甘油則會(huì)被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此過(guò)程消耗ATP。在這種環(huán)境中，植物若長(zhǎng)時(shí)間開放氣孔吸收二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致水分通過(guò)蒸騰作用過(guò)快的流失。這第一個(gè)被提取到的產(chǎn)物是一個(gè)三碳分子, 所以將這種CO2固定途徑稱為C3途徑,將通過(guò)這種途徑固定CO2的植物稱為C3植物。C3類植物二戰(zhàn)之后,美國(guó)加州大學(xué)貝克利分校的馬爾文 其葉肉細(xì)胞中，含有獨(dú)特的酶，即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶，使得二氧化碳先被一種三碳化合物磷酸烯醇式丙酮酸同化，形成四碳化合物草酰乙酸鹽，這也是該暗反應(yīng)類型名稱的由來(lái)?！ 4類植物 在20世紀(jì)60年代，澳大利亞科學(xué)家哈奇和斯萊克發(fā)現(xiàn)玉米、甘蔗等熱帶綠色植物，除了和其他綠色植物一樣具有卡爾文循環(huán)外，CO2首先通過(guò)一條特別的途徑被固定。葉肉細(xì)胞里的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）經(jīng)PEP羧化酶的作用，與CO2結(jié)合，形成蘋果酸或天門冬氨酸。這表明，廣泛分布于我國(guó)荒漠地區(qū)的木本植物梭梭和沙拐棗為C4植物，其光合途徑不隨生長(zhǎng)季節(jié)和水分條件的變化而改變。在柵欄組織和貯水組織中，梭梭具有形狀巨大的含晶細(xì)胞；沙拐棗具有大量的粘液細(xì)胞。但其暗反應(yīng)途徑不一樣，見表2。陸生植物所需的CO2主要是從大氣中獲得的。水層對(duì)紅光和橙光的吸收顯著多于藍(lán)光和綠光，深水層的光線中短波光相對(duì)增多。如果強(qiáng)光與其它不良環(huán)境(如高溫、低溫、干旱等)同時(shí)存在，光抑制現(xiàn)象更為嚴(yán)重。所以，C4植物的碳同化能力強(qiáng)，其光飽和點(diǎn)和飽和光強(qiáng)下的光合速率也較高。（1）光照：光是光合作用的能量來(lái)源，是形成葉綠素的必要條件。隨著葉片的成長(zhǎng)，光合速率不斷提高。
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