Question

c3植物和c4植物有何不同之处?论述题

c3植物和c4植物有何不同之处?论述题

Answer 1

C3植物中,CO2的固定主要取决于1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)的活化状态,因为该酶是光合碳循环的入口钥匙.它催化1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)羧化,将大气中的CO2同化,产生两分子磷酸甘油酸,可见RuBPCase在C3植物中同化CO2的重要性.
C4植物是从C3植物进化而来的一种高光效种类.与C3植物相比,它具有在高光强,高温及低CO2浓度下,保持高光效的能力.C4植物固定CO2的酶为磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase),与C3作物中RuBPCase相比,PEPCase对CO2的亲和力高.C4植物的细胞分化为叶肉细胞和鞘细胞,而光合酶在两类细胞中的分布不同,如PEPCase在叶肉细胞固定CO2,生成草酰乙酸(OAA),OAA进一步转化为苹果酸(Mal),Mal进入鞘细胞,脱羧,被位于鞘细胞内的RuBPCase羧化,重新进入卡尔文循环.这种CO2的浓缩机理导致了鞘细胞内的高浓度的CO2,一方面提高RuBPCase的羧化能力,另一方面又大大抑制了RuBPCase的加氧活性,降低了光呼吸,从而使C4植物保持高的光合效率.
CAM植物 具景天酸代谢途径的植物,多为多浆液植物.在夜间通过开放的孔吸收CO2,然后借助PEP羧化酶与磷酸稀醇式丙酮酸结合,形成草酰乙酸,然后在苹果酸脱氢酶（NADPH）作用下还原成苹果酸,进入液泡并累计变酸（从pH5-3）；第二天光照后苹果酸从液泡中转运回细胞质和叶绿体中脱羧,释放CO2被RuBP吸收形成碳水化合物.