C4植物与C3植物的比较
C4植物与C3植物的比较Word版
植物与植物的比较人们根据光合作用碳素同化的最初光合产物的不同，把高等植物分成两类：(1)C 3植物。
这类植物的最初产物是3-磷酸甘油酸(三碳化合物)，这种反应途径称C 3途径，如水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物。
(2) C 4植物。
这类植物以草酰乙酸(四碳化合物)为最初产物，所以称这种途径为C 4途径，如甘蔗、玉米、高粱等。
一般来说，C 4植物比C 3植物具有较强的光合作用，原因有：一、叶片的显微结构——重点比较维管束鞘细胞结构C 4植物叶片的维管束薄壁细胞较大，其中含有许多较大的叶绿体，叶绿体没有基粒或基粒发育不良；维管束鞘的外侧密接一层成环状或近于环状排列的叶肉细胞，组成了“花环型”结构。
这种结构是C 4植物叶片所特有的特征。
叶肉细胞内的叶绿体数目少，个体小，有基粒。
含有“花环状”环绕在维管束鞘细胞外含有大含有排列疏松不含小维管束C 4 植物C 3 植物叶绿体排列叶绿体细胞大小叶肉细胞维管束鞘细胞比较类型维管束C 4 植物的叶片结构海绵组织维管束鞘细胞栅栏组织维管束鞘细胞一部分叶肉细胞植物类型 植物植物叶片的解剖结构无“花环型”结构维管束鞘细胞及周围的一部分叶肉细胞构成“花环型”结构叶绿体的类型 有一种类型的叶绿体，主要位于叶肉细胞中有两种类型的叶绿体，叶肉细胞的叶绿体正常，维管束鞘细胞的叶绿体没有基粒二、淀粉粒形成的场所C 4植物通过磷酸烯醇式丙酮酸固定二氧化碳的反应是在叶肉细胞中进行的，生成的四碳双羧酸转移到维管束鞘薄壁细胞中，放出二氧化碳，参与卡尔文循环，形成糖类，所以甘蔗、玉米等C 4植物进行光合作用时，只有维管束鞘薄壁细胞形成淀粉，在叶肉细胞中没有淀粉。
而水稻等C 3植物由于仅有叶肉细胞含有叶绿体，整个光合过程都是在叶肉细胞里进行，淀粉亦只是积累在叶肉细胞中，维管束鞘薄壁细胞不积存淀粉。
多种酶参加催化C 3途径和C 4途径1、C 4植物光合作用特点示意图叶肉细胞中的叶绿体维管束鞘细胞中的叶绿体CO 2C 4C 4CO 2C 3（PEP ）（CH 2O ）NADPH NADP +ADP+PiATP C 3（丙酮酸）ADP+PiATP2C 3C 52、C 3植物和C 4植物光合作用途径比较C 3途径C 4途径维管束鞘细胞叶绿体叶肉细胞叶绿体C 4PEP （C 3）C 3途径叶肉细胞叶绿体叶肉细胞叶绿体2C 3C 5C 4植物C 3植物暗反应途径C 3还原的场所CO 2固定的场所CO 2固定后产物CO 2的受体项目种类三、在生理上，C 4植物一般比C 3植物具有较强的光合作用，这是与C 4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性较强，光呼吸很弱有关。
C3植物与C4植物区别
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2．光合作用途径的区别C 3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。
C3植物与C4植物区别.pptx
叶肉细胞 为典型叶绿体 能进行光反应，通过 C4 途径固定 CO2
C4
维管束鞘细 较多、较大，叶
胞
绿 体 不 含 类 囊 不进行光反应，能够进行暗反应
体
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。
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。
1
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。
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
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 场所 类
暗反 应 途径 反 应 过 程
C3 叶肉细胞叶绿体 C3
叶肉细胞叶绿体 C4
c3植物和c4植物名词解释
c3植物和c4植物名词解释
C3植物和C4植物是指根据植物光合作用过程中二氧化碳固定方式的不同而划分的两类植物。
C3植物是指在光合作用过程中，一个二氧化碳被一个五碳化合物固定后形成两个三碳化合物的植物。
这类植物包括小麦、水稻、大豆、棉花等大多数作物，它们适应于温和或荫凉环境。
C3植物的光呼吸高，二氧化碳补偿点高，而光合效率相对较低。
而C4植物则是指光合作用过程中，一个二氧化碳被一个含有三个碳原子的化合物固定后先形成含四个碳原子的有机酸的植物。
这类植物包括玉米、粟、甘蔗等，它们通常在高温太阳辐射区域生长。
C4植物的光合效率高，二氧化碳补偿点低，而光呼吸相对较低。
C3植物与C4植物的区别
C3途径
C3途径和C4途径，它们在时间和空间上是分开的
CO2的最初受体
一种五碳化合物（C5）
磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）
CO2固定的最初产物
C3（3-磷酸甘油酸）
C4（草酰乙酸）
光反应场所
叶肉细胞的叶绿体中
叶肉细胞的叶绿体中
暗反应场所
叶肉细胞的叶绿体中
维管束鞘细胞的叶绿体中
二、C3和C4植物光反应阶段和暗反应阶段的区别
三、C3和C4植物光反应阶段和暗反应阶段的联系
光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系。光反应是暗反应的基础，光反应阶段为暗反应阶段提供能量(ATP)和还原剂(［H］)，暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。
项目
光反应
暗反应
实质
光能→化学能，释放O2
同化CO2形成(CH2O)(酶促反应)
时间
短促，以微秒计
较缓慢
条件
需色素、光和酶
不需色素和光，需多种酶
场所
在叶绿体内囊状结构薄膜上进行
在叶绿体基质中进行
能量转化
叶绿素把光能转化为活跃的化学能并贮存在ATP中
ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能
一、C3植物和C4植物的比较
比较项目
C3植物
C4植物
叶片的解剖结构
维管束外无“花环型”的结构，维管束鞘细胞中无叶绿体
维管束外有“花环型”的结构：里面的一圈是维管束鞘细胞，外面的一圈是叶肉细胞。维管束鞘细胞中有叶绿体
叶绿体的类型
只有一种类型的叶绿体且位于叶肉细胞中，有基粒
有两种类型：有基粒的叶绿体位于叶肉细胞
C3植物和C4植物比较
C3植物：在光照强度较低时光合作用效率较高 C3植物：在光照强度较高时光合作用效率降低 C4植物：在光照强度较高时物：适应于湿润、肥沃的 土壤
C4植物：适应于干旱、贫瘠的 土壤
C3植物：在湿润、肥沃的土壤 中生长良好
C4植物：在干旱、贫瘠的土壤 中具有更强的生存能力
光反应：吸收 光能产生TP和
NDPH
暗反应：固定 CO2合成有机
物
光呼吸：消耗 光反应产生的 TP和NDPH释放
CO2
光合作用效率： C4植物比C3植物 更高因为C4植物 可以更有效地利 用光能提高光合
作用效率。
光反应阶段：C3植物在光反应阶段产生TP和NDPH而C4植物在光反应阶段产生TP和NDPH但 NDPH的生成量较少。
C3植物与C4植物 的应用前景比较
C3植物：广泛应用于农业生产如小麦、水稻等 C4植物：在热带地区具有较高的利用价值如甘蔗、玉米等 C3植物：在温带地区具有较高的利用价值如小麦、水稻等 C4植物：在热带地区具有较高的利用价值如甘蔗、玉米等
C3植物：在生态修复中C3 植物可以吸收大气中的二 氧化碳降低温室气体排放 减缓全球变暖。在环境保 护中C3植物可以吸收土壤 中的重金属和有毒物质降 低土壤污染。
C4植物：在生态修复中C4 植物可以快速生长提高土 壤肥力促进生态系统的恢 复。在环境保护中C4植物 可以吸收大气中的二氧化 硫等有害气体降低空气污 染。
比较：C3植物和C4植物 在生态修复和环境保护 中都有各自的优势可以 根据不同的环境和需求 选择合适的植物种类。
C3植物：适 合用于生产生 物乙醇、生物 柴油等生物能
C3植物与C4植物的比 较
汇报人：
目录
添加目录标题
C3植物与C4植物概 述
C3植物和C4植物比较
b. C4植物将CO2泵入维管束鞘细胞，改变了CO2/O2比率，改变了Rubisico的
作用方向，降低了光呼吸。
c. 高光强又可推动电子传递与光合磷酸化，产生更多的同化力，以满足C4植物
PCA循环对ATP的额外需求。
C3-C4中间植物
有机碳同位素测定
C3草坪和C4草坪
C3草坪：冷季型草坪草（最适26-35度，主要分布
CO2的 CO2固定 CO2固定 受体 后的产物 的场所
ATP和 C3还原 暗反应 NADPH的 的场所 作用对象 途径
C3植物
C5
C3
叶肉细胞 叶肉细胞 的叶绿体 的叶绿体 叶肉细胞 的叶绿体 维管束鞘 维管束鞘 细胞的叶 细胞的叶 绿体 绿体
C3
C3途径
PEP C4植物 C5
C4 C3
C3
C4途径 C3途径
•
3. C4植物比C3植物光合作用强的原因？ 光合在维管束鞘细胞 结构原因： 光合在叶肉细胞
C3 中进行，淀粉积 C4 累影响光合。
中进行。有利于光合 产物的就近运输，防 止淀粉积累影响光合。
维管束鞘细胞
发育不好，无花环 型，叶绿体无或少
发育良好，花环 型，叶绿体较大
• 生理原因： a. PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)对CO2的Km(米氏常数)远小于Rubisco（1， 5-二磷酸核酮糖羧化酶），所以C4对CO2的亲合力大，低CO2浓度（干旱） 下，光合速率更高。
C3途径和C4途径
• CO2固定的途径 C4植物有两条：C4途径和C3途径 C3植物有一条：C3途径 • 上述途径分别发生的场所
C4植物的C4途径发生在：叶肉细胞的叶绿体内 C4植物的C3途径发生在：维管束鞘细胞的叶绿体内 C3植物的C3途径发生在：叶肉细胞的叶绿体内
C3植物和C4植物区别
区别
精品课件
1. C4草坪的光合效率要高于C3草坪，C4草坪光呼吸 弱,CO2补偿点低，C3草坪光呼吸强，CO2补偿点高， 高光强（>3000lux）便不再增加光合效率
2. C3草坪中主要储存果聚糖，C4草坪主要将碳水 化合物储存为长链糖—淀粉
3. C3草坪和C4草坪的季节生长变化明显不同：C3 草坪一年中有两次生长高峰。冷季型草为典型的双锋 生长模式—春秋两季旺盛、夏季慢或停止生长。C4草 坪一年仅一次生长高峰。
例如：玉米、甘蔗、高粱等稻
菠菜
精品课件
小麦
C4植物
玉 米
精品课件
高 高梁 粱
甘蔗
苋菜
粟 “谷子”，去皮后称“小米”
精品课件
C3植物和C4植物叶片结构特点
精品课件
C3植物和C4植物叶片结构特点
维管束鞘细胞
细胞 大小
是否 含叶绿体
叶肉细胞
排列
是否 含叶绿体
C3 植小 物
精品课件
C3草坪和C4草坪的区别
C3草坪：冷季型草坪草（最适15-25度，主要分布
于长江以北地区，华北、东北、西北）（例如：早熟禾属、 羊毛属、翦股颖属、黑麦草属等）
C4草坪：暖季型草坪草（最适26-35度，主要分布
于长江以南地区）（例如：结缕草属、狗牙根属、钝叶草 属、雀稗属、蜈蚣草属、地毯草属、野牛草属等）（暖季 型草坪草主要是C4植物）
冷草
翦股颖
精品课件
高羊茅 早熟禾
结缕草
热草
地毯草
狗牙根
精品课件
雀稗
精品课件
2010.10.12
比较C3植物和C4植物
精品课件
精品课件
C3和C4结构特点的区别
C3植物与C4植物区别
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2．光合作用途径的区别C 3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。
C3和C4植物
在光下CO2浓度为零时，叶片只有呼吸放出CO2。随着CO2浓度增高光合速率增加，当光合速率与呼吸速率相等时，外界环境中的CO2浓度即为CO2补偿点当CO2浓度继续提高，光合速率随CO2浓度的增加变慢，当CO2浓度达到某一范围时，光合速率达到最大值，光合速率开始达到最大值时的CO2浓度被称CO2饱和点在低CO2浓度条件下，CO2浓度是光合作用的限制因子。
C4植物与C3植物的光合作用曲线比较
1、光合作用强弱变化的指标
光合作用强弱变化的指标通常是光合速率和光合生产率
光合速率是指单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出O2的量或有机物的消耗量。一般测定光合速率的方法都没有把叶片的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数，称为表观光合速率或净光合速率。如果把表观光合速率加上呼吸速率，则得到总(真正)光合速率。
其叶肉细胞中，含有独特的酶，即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶，使得二氧化碳先被一种三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化，形成四碳化合物草酰乙酸盐，这也是该暗反应类型名称的由来。这草酰乙酸盐在转变为苹果酸盐后,进入维管束鞘，就会分解释放二氧化碳和一分子甘油。二氧化碳进入卡尔文循环，后同C3进程。而甘油则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP。
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
C3与C4的区别
C3植物和C4植物的几个区别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A TP，为暗反应阶段提供同化力[H]和A TP。
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。
C3植物与C4植物的鉴别(1)用同位素标记的CO2转移途径来鉴别C3植物：14CO2→14C3→(14CH2O)C4植物：14CO2→14C4→14C3→(14CH2O)(2)从植物形态方面鉴别制作植物叶片横切面临时装片，用显微镜观察围绕着维管束的是否是呈“花环型”的几圈细胞，据此可以判断该种绿色植物是C3植物还是C4植物。
C4植物与C3植物的比较
r植物与〔植物的比较人们根据光合作用碳素同化的最初光合产物的不同，把高等植物分成两类：(1)C3植物。
这类植物的最初产物是3-磷酸甘油酸(三碳化合物)，这种反应途径称G途径，如水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物。
(2)C 4植物。
这类植物以草酰乙酸(四碳化合物)为最初产物，所以称这种途径为C4途径, 如甘蔗、玉米、高粱等。
一般来说，C4植物比C3植物具有较强的光合作用，原因有：一、叶片的显微结构一一重点比较维管束鞘细胞结构G植物叶片的维管束薄壁细胞较大，其中含有许多较大的叶绿体，叶绿体没有基粒或基粒发育不良；维管束鞘的外侧密接一层成环状或近于环状排列的叶肉细胞，组成了“花环型”结构。
这种结构是G植物叶片所特有的特征。
叶肉细胞内的叶绿体数目少，个体小，有基粒。
G植物的维管束鞘薄壁细胞较小，不含或很少叶绿体，没有“花环型”结构，维管束鞘周围的叶肉细胞G植物通过磷酸烯醇式丙酮酸固定二氧化碳的反应是在叶肉细胞中进行的，生成的四碳双羧酸转移到维管束鞘薄壁细胞中，放出二氧化碳，参与卡尔文循环，形成糖类，所以甘蔗、玉米等C4植物进行光合作用时，只有维管束鞘薄壁细胞形成淀粉，在叶肉细胞中没有淀粉。
而水稻等C3植物由于仅有叶肉细胞含有叶绿体，整个光合过程都是在叶肉细胞里进行，淀粉亦只是积累在叶肉细胞中，维管束鞘薄壁细胞不积存淀粉。
三、在生理上，C4植物一般比C3植物具有较强的光合作用，这是与C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性较强，光呼吸很弱有关。
？卡尔文循环的CO固定是通过核酮糖二磷酸羧化酶的作用来实现的，C4途径的CO固定是由磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化来完成的。
两种酶都可使CQ固定。
但它们对CO的亲和力却差异很大。
试验证明，C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性比C3植物的强60倍，因此，G植物的光合速率比C3植物快许多，尤其是在二氧化碳浓度低的环境下，相差更是悬殊。
由于磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶对CO的亲和力大，所以，Q植物能够利用低浓度的二氧化碳，而C3植物不能。
C3植物与C4植物区别
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2．光合作用途径的区别C 3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。
C3植物和C4植物
小麦
水稻
马铃薯
C3冷季型草种
草地早熟禾
高羊茅
多年生早熟禾
C3植物与C4植物的区别：
• 植物类型方面的区别 • 植物外形方面的区别 • 光合作用方面的区别 • 蒸腾作用方面的区别 • 进化方面的区别
1.类型方面的区别：
C3
典型的温带植 物，适宜的生 长温度较低 （大部分植物 属于C3类型）
内无叶绿体
内有叶绿体
• 无花环结构
• 有花环结构
• C3植物和C4植物叶片结构特点
C3植物
C4植物
• C3植物和C4植物叶片结构特点
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。
3.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 ：
C3植物与C4植物光合作用暗反应阶段的场所与过程比较
C3植物
① CO2固定酶
Rubisco
② 最初CO2受体
RuBp
③ 光和初产物
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.蒸腾方面的区别
• C3植物
蒸腾系数较大（400~500） 耐旱性弱
• C4植物
蒸腾系数小（250~300） 耐旱性强
c3植物和c4植物的区别
c3植物和c4植物的区别
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：玉米、甘蔗、高粱、马齿苋、莎草科，双子叶植物菊科、大戟科、藜科和苋科。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
植物与植物的比较
人们根据光合作用碳素同化的最初光合产物的不同，把高等植物分成两类：
(1)C3植物。
这类植物的最初产物是3-磷酸甘油酸(三碳化合物)，这种反应途径称C3途径，如水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物。
(2)C4植物。
这类植物以草酰乙酸(四碳化合物)为最初产物，所以称这种途径为C4途径，如甘蔗、玉米、高粱等。
一般来说，C4植物比C3植物具有较强的光合作用，原因有：一、叶片的显微结构——重点比较维管束鞘细胞结构
C4植物叶片的维管束薄壁细胞较大，其中含有许多较大的叶绿体，叶绿体没有基粒或基粒发育不良；维管束鞘的外侧密接一层成环状或近于环状排列的叶肉细胞，组成了“花环型”结构。
这种结构是C4
植物叶片所特有的特征。
叶肉细胞内的叶绿体数目少，个体小，有基粒。
C3植物的维管束鞘薄壁细胞较小，不含或很少叶绿体，没有“花环型”结构，维管束鞘周围的叶肉细胞排列松散。
含有
“花环状”环绕在维管
束鞘细胞外
含有
大含有排列疏松
不含小维管束
C 4 植物
C 3 植物叶绿体排列叶绿体
细胞大小叶肉细胞
维管束鞘细胞比较类型
维管束
C 4 植物的叶片结构
海绵组织
维管束鞘细胞栅栏组织维管束鞘细胞一部分叶肉细胞
植物类型 植物 植物
叶片的解剖结构 无“花环型”结构 维管束鞘细胞及周围的一部分
叶肉细胞构成“花环型”结构
叶绿体的类
型
有一种类型的叶绿体，主要位于叶肉细胞中
有两种类型的叶绿体，叶肉细胞的叶绿体正常，维管束鞘细胞的
叶绿体没有基粒
二、淀粉粒形成的场所
C 4植物通过磷酸烯醇式丙酮酸固定二氧化碳的反应是在叶肉细胞中进行的，生成的四碳双羧酸转移到维管束鞘薄壁细胞中，放出二氧化碳，参与卡尔文循环，形成糖类，所以甘蔗、玉米等C 4植物进行光合作用时，只有维管束鞘薄壁细胞形成淀粉，在叶肉细胞中没有淀粉。
而水稻等C 3植物由于仅有叶肉细胞含有叶绿体，整个光合过程都是在叶肉细胞里进行，淀粉亦只是积累在叶肉细胞中，维管束鞘薄壁细胞不积存淀粉。
与C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性较强，光呼吸很弱有关。
卡尔文循环的CO2固定是通过核酮糖二磷酸羧化酶的作用来实现的，C4途径的CO2固定是由磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化来完成的。
两种酶都可使CO2固定。
但它们对CO2的亲和力却差异很大。
试验证明，C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性比C3植物的强60倍，因此，C4植物的光合速率比C3植物快许多，尤其是在二氧化碳浓度低的环境下，相差更是悬殊。
由于磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶对CO2的亲和力大，所以，C4植物能够利用低浓度的二氧化碳，而C3植物不能。
由于C4植物能利用低浓度的CO2，当外界干旱气孔关闭时，C4植物就能利用细胞间隙里的含量低的CO2，继续生长，C3植物就没有这种本领。
所以，在干旱环境中C4植物生长比C3植物好。
C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性较强，对CO2的亲和力很大，这种酶就起一个“二氧化碳泵”的作用，把外界CO2“压”进维
管束鞘薄壁细胞中去，增加维管束鞘薄壁细胞的CO2。
所以，植物在较低浓度时光合速率高于植物。
与植物相比，植物二氧化碳饱和点低，而光饱和点高，光合效率高，这是判断植物的标准之一。
植物是通过途径同化碳的植物，它同时具备和两条途径，途径本身不能将还原成糖，只能改善的供应，是一种辅助系统。
从下图中可知，植物A 的光补偿点（即在光照下，植物光合作用吸收的量与呼吸作用释放的量达到动态平衡时外界环境中的浓度）高，它是植物。
植物B是植物。
综合上述各点，可知C4植物的光呼吸低于C3植物。
C3植物的光呼吸很明显，故亦称为光呼吸植物或高光呼吸植物；C4植物的光呼吸很低，几乎测量不出，故亦称为非光呼吸植物或低光呼吸植物。
水稻、小麦等C3植物的光呼吸显著，通过光呼吸耗损光合新形成有机物的二分之一，而高粱、玉米、甘蔗等C4植物的光呼吸消耗很少，只占光合新形成有机物的百分之二至五，甚至更少。