C3植物和C4植物的几个区别

C3植物和C4植物的几个区别

彭邦凤（湖北省恩施清江外国语学校   445000）

2007年7月16日发表于《中学生学习报》生物周刊高考版第3期（总第1121期）

 

1．形态结构的区别

两类植物在叶绿体的结构及分布上不同（见表1），因C3植物的维管束不含叶绿体，叶脉颜色较浅；C4植物的维管束含叶绿体，叶脉绿色较深有呈“花环型”的两圈细胞。

表1  C3和C4植物的叶绿体分布、结构与功能比较

植物	分  布	结    构	功         能
C3	叶肉细胞	为典型叶绿体	既可进行光反应，也能进行暗反应
C4	叶肉细胞	为典型叶绿体	能进行光反应，通过C4途径固定CO2
	维管束鞘细胞	较多、较大，叶绿体不含类囊体	不进行光反应，能够进行暗反应

2．光合作用途径的区别

C3植物与C4植物在光反应阶段完全相同，都通过光反应产生O2、[H]（实质是NADPH）和ATP，为暗反应阶段提供同化力[H]和ATP。但其暗反应途径不一样，见表2。

表2  C3植物与C4植物光合作用暗反应阶段的场所与过程比较

 

植物 分类	场   所	暗       反      应
		途径	反    应    过    程
C3	叶肉细胞叶绿体	C3	C5+CO2→2C3+ATP+[H]→C5+（CH2O）+H2O
C4	叶肉细胞叶绿体	C4	C3（PEP）+CO2→C4
	维管束鞘细胞叶绿体	C3	C5+CO2→2C3+ATP+[H]→C5+（CH2O）+H2O

3．光合作用产物积累部位的区别

C3植物整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行的，光合作用的产物只积累在叶肉细胞中。C4植物中C4途径固定的CO2转移到C3途径是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的暗反应过程也是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的产物也主要积累在维管束鞘细胞中。

4．适应能力的区别

一是因C4植物叶肉细胞的叶绿体固定CO2的酶——磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（简称PEP羧化酶）与CO2的亲和力强于C3植物叶绿体内固定CO2的酶。

二是C4植物与C3植物相比，光照较强时，其光呼吸明显弱于C3植物，因而在光照较强的环境中，前者的产量较高。

基于以上原因，在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔关闭。此时，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用、光呼吸较弱，而C3植物不仅不能利用细胞间隙中的CO2进行光合作用、光呼吸也较强，因而，C4植物比C3植物更能适应高温、光照强烈和干旱的环境。

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