1、C3、C4和CAM植物的比较 中科院南京地质古生物所 张继效 杨慧宁 陈翔 张琦 1 光合作用的反应式概括为： 光能 CO2+H2O （CH2O）+ O2 叶绿体 原料CO2+H2O 产物(CH2O)+O2 动力 太阳光 场所叶绿体 2 叶绿体 中的色 素 光合作用的过程 光反应阶段暗反应阶段 光能 co2 2c3 H2O 水在光下分解 C5 ATP ADP+Pi 酶 供能 H 供氢 O2 固 定 还 原 多种酶 参加催化 (CH2O) 有机物 (类囊体膜） （叶绿体基质） 光能 CO2+H2O （CH2O）+ O2 叶绿体 3 C4植物光合作用特点： C C4 4 植物光合作用特点示意图植物
2、光合作用特点示意图 C4C4途径途径( (叶肉叶肉 细胞中的叶绿细胞中的叶绿 体体) ) C3C3途径和途径和 的 的 还还原原( (维管束鞘细维管束鞘细 胞中的叶绿体胞中的叶绿体) ) COCO 2 2 NADPHNADPH NADPNADP + + ATPATP ADP+PiADP+Pi （CHCH 2 2 OO） 多种酶多种酶 参加催化参加催化 C C5 5 COCO 2 2 C C4 4 C C3 3 (PEP)(PEP) （丙酮酸）（丙酮酸） C C4 4 ADP+PiADP+Pi ATPATP C C3 3 酶酶 2C2C 3 3 4 C3指的是含三个碳原子的化合物 3-磷酸甘油酸
3、 C4指的是含四个碳原子的化合物 草酰乙酸 5 CAM植物是指具景天酸代谢途径（Crassulacean acid metabolism，简称CAM）的植物，多为多浆液植物。在 夜间通过开放的孔吸收CO2，形成草酰乙酸，然后在还原 成苹果酸；第二天光照后苹果酸从液泡中转运回细胞质和 叶绿体中脱羧，释放CO2被进入C3循环。CAM代谢是植 物为了在干旱热带地区生存下来，发展出的一套生存策略 。CO2的固定在时间上分开，这样就可以避免水分过快的 流失，因为气孔只在夜间开放以摄取CO2。 6 表3.2 C3植物、C4植物和CAM植物主要光合特征和生理特征 C3植物、C4植物和CAM植物主要光合特征和
4、生理特征 特征 C3植物 C4植物 CAM植物 1、植物类型 典型温带植物 典型热带或亚热 带植物 典型干旱地区植 物 2.生物产量 t干重/(ha2.a) 220.3 3917 通常较低 3、CO2固定途径 只有C3途径 C4和C3途径 CAM和C3途径 4、CO2固定的最初 产物 C3 C4光下：C3；暗中 ：C4 5、光合速率 CO2mg/(dm2.h) 1535 4080 14 7 1、C4植物CO2固定酶活性比C3植物的 高，对CO2的结合力强。 2、C4植物比C3植物光呼吸低 3、C4植物耐高光强，耐高温，耐干旱 、耐高氧。 4、C4植物光合产物运输快 为什么C4植物比C3植物生物产量高？ 8 常见C4植物有玉米、高粱、甘蔗 、谷子、向日葵、马齿苋等，一般 起源于热带地区 9 10 常见CAM植物有景天、仙人掌、菠萝、兰花 、百合、红豆杉等，主要是多汁液的植物。 11 12
