c4植物及c3植物的光合作用曲線比較(編輯修改稿)
2024-07-22 06:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 反應(yīng)，通過(guò)C4途徑固定CO2維管束鞘細(xì)胞較多、較大，葉綠體不含類(lèi)囊體不進(jìn)行光反應(yīng)，能夠進(jìn)行暗反應(yīng)2．光合作用途徑的區(qū)別C3植物與C4植物在光反應(yīng)階段完全相同，都通過(guò)光反應(yīng)產(chǎn)生O[H]（實(shí)質(zhì)是NADPH）和ATP，為暗反應(yīng)階段提供同化力[H]和ATP。但其暗反應(yīng)途徑不一樣，見(jiàn)表2。表2 C3植物與C4植物光合作用暗反應(yīng)階段的場(chǎng)所與過(guò)程比較植物分類(lèi)場(chǎng) 所暗 反 應(yīng)途徑反 應(yīng) 過(guò) 程C3葉肉細(xì)胞葉綠體C3C5+CO2→2C3+ATP+[H]→C5+（CH2O）+H2OC4葉肉細(xì)胞葉綠體C4C3（PEP）+CO2→C4維管束鞘細(xì)胞葉綠體C3C5+CO2→2C3+ATP+[H]→C5+（CH2O）+H2O3．光合作用產(chǎn)物積累部位的區(qū)別C3植物整個(gè)光合作用過(guò)程都是在葉肉細(xì)胞里進(jìn)行的，光合作用的產(chǎn)物只積累在葉肉細(xì)胞中。C4植物中C4途徑固定的CO2轉(zhuǎn)移到C3途徑是在維管束鞘細(xì)胞中進(jìn)行的，光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程也是在維管束鞘細(xì)胞中進(jìn)行的，光合作用的產(chǎn)物也主要積累在維管束鞘細(xì)胞中。4．適應(yīng)能力的區(qū)別一是因C4植物葉肉細(xì)胞的葉綠體固定CO2的酶——磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（簡(jiǎn)稱(chēng)PEP羧化酶）與CO2的親和力強(qiáng)于C3植物葉綠體內(nèi)固定CO2的酶。二是C4植物與C3植物相比，光照較強(qiáng)時(shí)，其光呼吸明顯弱于C3植物，因而在光照較強(qiáng)的環(huán)境中，前者的產(chǎn)量較高?；谝陨显颍诟邷?、光照強(qiáng)烈和干旱的條件下，綠色植物的氣孔關(guān)閉。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。梭梭(Haloxylon ammodendron)和沙拐棗(Calligonum mongolicum)適應(yīng)高溫強(qiáng)光荒漠環(huán)境的光合作用機(jī)構(gòu)及特征，通過(guò)對(duì)其同化枝的解剖結(jié)構(gòu)觀察，δ^13C值分析，以及氣體交換測(cè)定表明：二者均具有花環(huán)結(jié)構(gòu)(Kranz anatomy)，肉細(xì)胞(Mesophyll cell)呈柵欄狀，其內(nèi)側(cè)是維管束鞘細(xì)胞(Bundle sheath cell)，小維管束與維管束鞘細(xì)胞相接。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。梭梭和沙拐棗同化枝的813C值分別為14．3‰和14．8‰，在不同生長(zhǎng)季節(jié)和土壤水分條件下，二者的δ^13C值變化在14‰到16‰之間。梭梭和沙拐棗的c02補(bǔ)償點(diǎn)分別為2μmolmol^1和4μmolmol^1，光飽和點(diǎn)分別為1660和1756μmolm^2s^1，表觀光合量子效率分別為0．044和0．057mol CO2mol^1 photons。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。CO2同化的最初產(chǎn)物不是光合碳循環(huán)中的三碳化合物3磷酸甘油酸，而是四碳化合物蘋(píng)果酸或天門(mén)冬氨酸的植物。又稱(chēng)C4植物。如玉米、甘蔗等。而最初產(chǎn)物是3磷酸甘油酸的植物則稱(chēng)為三碳植物（C3植物）。許多四碳植物在解剖上有一種特殊結(jié)構(gòu)，即
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