试述玉米碳同化过程用于小麦的条件与原因

试述玉米碳同化过程用于小麦的条件与原因
小麦属于C3植物，玉米属于C4植物。

二者光合作用的碳循环过程不一样，决定了两者碳同化效率不一样。

小麦仅有叶肉细胞含有叶绿体，整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行，光合作用产物亦只是积累在叶肉细胞中，维管束薄壁细胞不积存光合产物。

CO2固定途径仅有C3途径；而玉米属于C4植物，在固定CO2时，首先由叶肉细胞完成C4途径，然后维管束鞘薄壁细胞完成C3途径。

光合作用产物的形成只有C3途径，故光合产物只积累在维管束鞘薄壁细胞中。

详细来说：小麦在进行光合作用时，CO2的固定主要取决于1，5-二磷酸核酮糖羧化霉(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。

玉米是从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。

玉米固定CO2的酶为磷酸烯醇式丙酮酸羧化(PEPCase)，与小麦中RuBPCase相比，PEPCase对CO2的亲和力高。

玉米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RuBPCase的加氧活性，降低了光呼吸，从而使玉米保持高的光合效率。