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为什么碳三植物最重要(碳3和碳4植物)

2023-12-13 09:26:43 来源:天下文学 点击:1
袁隆平介绍,水稻和小麦属于碳3植物,玉米、甘蔗属于碳4植物

碳三植物 , 也叫三碳植物。光合作用中同化二氧化碳的最初产物是三碳化合物3-磷酸甘油酸的植物。碳三植物的光呼吸高,二氧化碳补偿点高,而光合效率低。如小麦、水稻大豆、棉花等大多数作物。

碳4植物(C4plant), 亦称C4-植物。在光合作用过程中,既具有C3途径,又具有C4途径的植物。如玉米、甘蔗、高粱、马齿苋等。其叶解剖学上的一个重要特点是在维管束周围,有一圈含叶绿体的维管束鞘细胞,典型者在这圈细胞外,又环列有几层叶肉细胞形成花环结构。与C3植物相比,光呼吸弱,二氧化碳补偿点(1~10ppm)低,光饱和点几乎达到全日照;光合作用最适温度(30~45℃)高;在强光及其他适合条件下光合速率(40~80CO2毫克·分米-2·小时-1)高。这主要是由于通过C4途径,将外界二氧化碳收集到维管束鞘细胞内,使核酮糖-1,5-双磷酸羧化酶加氧酶周围二氧化碳含量增高所致。

碳3植物和碳4植物各有什么特点

《碳三植物和碳四植物的特点》

二氧化碳同化的最初产物是光合碳循环中的三碳化合物3-磷酸甘油酸的植物,称为碳三植物(碳三植物),有如小麦、大豆、烟草、棉花等。碳三植物比碳四植物二氧化碳补偿点高,所以碳三植物在二氧化碳含量低的情况下存活率比碳四植物来的低。相比之下,碳三植物细胞分工较碳四植物不明确,二氧化碳利用效率更低,在一定程度上可认为碳三植物是植物中的“原核生物”,碳四植物则更像”真核生物”。

碳三植物也叫三碳植物。光合作用中同化二氧化碳的最初产物是三碳化合物3-磷酸甘油酸的植物;碳三植物的光呼吸高,二氧化碳补偿点高,而光合效率低;如小麦、水稻、大豆、棉花等大多数作物。

碳三植物二战后,美国加州大学伯克利分校的马尔文·卡尔文与他的同事们研究一种名叫考拉的藻,以确定植物在光合作用中如何固定二氧化碳。此时碳十四示踪技术和双向纸层析法技术都已经成熟,卡尔文正好在实验中用上此两种技术。

他们将培养出来的藻放置在含有未标记二氧化碳的密闭容器中,然后将碳十四标记的二氧化碳注入容器,培养相当短的时间之后,将藻浸入热的乙醇中杀死细胞,使细胞中的酶变性而失效。接着他们提取到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法分离各种化合物,再通过放射自显影分析放射性上面的斑点,并与已知化学成分进行比较。

碳三植物和碳四植物的区别?

已经发现的四碳植物约有800种 ,广泛分布在开花植物的18个不同的科中。它们大都起源于热带。 因为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。

总的来说,C4型植物细胞分工较C3植物更加明确,在一定程度上可认为C3植物是植物中的原核“细胞”,C4植物则更像真核“细胞”。

碳3植物和碳4植物各有什么特点?

碳3植物的叶肉细胞较分散,维管束鞘细胞中没有叶绿体,光合作用只有碳三循环,对二氧化碳的利用率较低,一般生活在温带地区。碳4植物的叶肉细胞排列有规律,与维管束鞘细胞形成两圈“花环”,维管束鞘细胞中有没有基粒的叶绿体,光合作用有碳三循环和碳四循环,对二氧化碳的利用率较高,一般生活在热带、亚热带地区。

既然C4植物光合效率高过C3,为什么C3植物

C4植物同化CO2消耗的能量比C3植物多,也可以说这个"CO2泵"是要由ATP来开动的,故在光强及温度较低的情况下,其光合效率还低于C3植物.只是在高温、强光、干旱和低CO2条件下,C4植物才显示出高的光合效率来.可见C4途径是植物光合碳同化对热带环境的一种适应方式.因此大多数热带植物都属于C4植物,但是其他环境下还是C3植物居多。

CO2同化的最初产物不是光合碳循环中的三碳化合物3-磷酸甘油酸,而是四碳化合物苹果酸或天门冬氨酸的植物。又称C4植物。如玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。而最初产物是3-磷酸甘油酸的植物则称为碳三植物(C3植物)。

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