Day1-C3、C4、CAM植物的光合特性比较

    今天学习的论文中提到了CAM植物与C4植物,才发现大一学习的东西已经忘得干干净净,马上翻开植物学书补充一下基础知识~顺便作为MarkDown编写的小练习!

C3、C4、CAM植物的光合特性比较

特性 C3植物 C4植物 CAM植物
植物类型和代表植物 典型的温带植物,如小麦、棉花、水稻、大豆、烟草等 典型的热带、亚热带植物,如禾本科的玉米、高粱、甘蔗和苋科等 典型的热带干旱地区植物,如仙人掌科、景天科、兰科、凤梨等
叶片的解剖结构 维管束鞘细胞不发达,内无叶绿体,叶肉细胞中有一种类型叶绿体 维管束鞘细胞发达,内有叶绿体,具两种不同类型的叶绿体 肉质叶片,维管束鞘细胞不发达,叶肉细胞中有大液泡
Chl a/Chl b ≈3 ≈4 2.5~3
碳同化途径 卡尔文循环 在不同细胞中存在两条途径 在不同时间的两条途径
CO2受体 RuBP 细胞质中PEP;维管束鞘细胞中RuBP 暗中PEP;光下RuBP
催化CO2羧化反应的酶活性 高Rubisco活性 叶肉细胞中有高PEPC活性;维管束鞘细胞中有高Rubisco活性 暗中有高PEPC活性;光下有高Rubisco活性
CO2固定初产物 PGA 草酰乙酸→苹果酸 暗中苹果酸;光下PGA
光呼吸
光合最适温度/°C 较低,15~30 较高,30~47 ≈35
饱和光照度 全日照的1/4~1/2达到饱和 强光下不易达到光饱和状态 同C4植物或不一定
CO2补偿点/(mg·L-1) 40~70 5~10 暗中<5
光合速率/(mol CO2·m-2·s-1) 10~25 25~50 1~3
蒸腾系数/(gH2O·g-1DW) 450~950 250~350 暗中80~100
耐旱性 耐旱 极耐旱
光合净同化率/(gDW·m-2·d-1) <20 30~40 变化较大
光合产物运输速率 相对慢 相对快 不一定

C4植物

    C4植物的叶片中,维管组织周围有发达的维管束鞘细胞,形成花环结构。在维管束鞘细胞与叶肉细胞间存在大量胞间连丝,维系着两种细胞之间的物质交换。在这两类光合细胞中含有不同的酶类,在叶肉细胞中存在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(也就是PEPC),维管束鞘细胞中含有脱羧酶和Rubisco,分别催化C4途径的不同步骤,共同完成CO2的固定还原。(浓缩CO2、减少水分散失)

CAM植物

    CAM途径中,叶片肉质化,CO2同化机制方面,表现为叶片气孔夜开昼合,叶肉细胞的液泡在夜间大量累积苹果酸,酸度升高;白天苹果酸含量减少,酸度下降,淀粉和糖的含量增加。(保持水分、锁住CO2

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