Question

C4植物与C3植物的区别

Answer 1

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。

Answer 2

3植物和C4植物的比较

C3植物
C4植物

从形态学上区别（叶脉深浅）

维管束鞘细胞（薄壁细胞）
叶脉颜色浅

胞小、不含叶绿体
叶脉颜色深

含有没有基粒的叶绿体

从解剖学上区别

（显微区别）
有无“花环型”结构
没有
有（内环为维管束鞘细胞组成）

（外环由部分叶肉细胞组成）

叶肉细胞
栅栏组织：含有正常的叶绿体

海绵组织：含有正常的叶绿体
花环外环；含有正常的叶绿体

海绵组织：含有正常的叶绿体

CO2受体
Ｃ５化合物
先ＰＥＰ；后Ｃ５化合物

CO2固定后的产物
Ｃ３化合物
先Ｃ４化合物，后Ｃ３化合物

CO2固定的部位
叶肉细胞的叶绿体基质
先叶肉细胞的时绿体基质；后维管束鞘细胞的叶绿体基质

CO2固定途径
Ｃ３途径
先Ｃ４途径；后Ｃ３途径

CO2固定是否耗能
否
耗能

C3还原场所
叶肉细胞的叶绿体基质
维管束鞘细胞的叶绿体基质

ATP和NADPH作用对象
Ｃ３化合物
Ｃ３化合物

最终光合作用产物形成场所
叶肉细胞
维管束鞘细胞

CO2补偿点
高（３０至７０ml/L）
低（０至１０ml/L）

光饱和点
全日照的１／５
无

光合作用最适温度
１５０Ｃ－２５０Ｃ
３００Ｃ—４７０Ｃ

地理分布
主要分布温带和寒带地区
主要分布热带和亚热带

进化程度
低等
高等

常见种类
蕨类、裸子植物、木本被子植物都是Ｃ３植物：大麦、小麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜。
只有草本被子植物才有Ｃ４植物，且单子叶植物占８０％

又禾本科植物占７５％：高梁、玉米、甘蔗、苋菜。

Answer 3

C4植物的两个反应过程一个在叶肉细胞内一个在维管束鞘细胞内，是在不同的细胞内反应的
而C3植物是在一个细胞内反映的,光反应在类囊体上,暗反应反映在基质里。
经过长期的进化。C4植物叶肉细胞内的叶绿体基质中没有暗反应所需的全部种类的酶，因此只能转移到细胞基质中进行。