C4植物

互联网2013-11-14

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C ₄ 植物 C ₄ plant 指通过 C ₄ －二羧酸循环固定 CO ₂ 的植物。以原产热带的禾本科为主，包括莎草科和其它单子叶植物以及双子叶植物等数百种植物。 C ₄ 植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞均具有叶绿体，而几乎所有的 C ₃ 植物，只有叶肉细胞有叶绿体。另外， C ₄ 植物的最大光合速度约为 C ₃ 植物的二倍。一方面 C ₄ 植物的光呼吸比 C ₃ 植物低，同时光合速度也不受空气中 O ₂ 的阻碍（瓦布效应， Warburg ’ s effect ），所以具有光合作用的二氧化碳补偿点近于零的一些特点。此外，光合作用的最适温度也比 C ₃ 植物为高， C ₃ 植物的光合作用即使照光达到光饱和点，也不能达到 C ₄ 植物光合作用的光饱和条件。另外， C ₄ 植物叶的水分蒸腾速度约为 C ₃ 的一半，由于这些特征，认为 C4 植物是在强烈日照下能忍受和适应高温和缺水条件的植物。 C ₄ 植物维管束鞘的叶绿体构造可因种而异，可分为具有质体基粒构造的，如 Amarchus vividisl 、鼠尾粟和几内亚草等，以及没有质体基粒构造的，如甘蔗和玉米等两大类。前者的光合作用初期产物以天门冬酸为主，后者则以苹果酸为主。另外光合作用的光化学系统Ⅱ的活性，后者显著低于前者。这和苹果酸脱氢酶的活性具有相反的关系。根据 C ₄ 植物叶绿体构造，光合作用各种活性及叶内酶活性的不同，还可以进一步分成 2 — 3 种类型。