【四碳植物-图】百科知识点

平时大家在植物园中能够见到很多植物，这些只是大自然中的一小部分植物，神奇的大自然孕育了很多植物种类，下面学大教育网为大家带来【四碳植物-图】百科知识点，希望大家能够认真阅读。

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)。

许多四碳植物在解剖上有一种特殊结构，即在维管束周围有两种不同类型的细胞：靠近维管束的内层细胞称为鞘细胞，围绕着鞘细胞的外层细胞是叶肉细胞。由叶肉细胞和维管束鞘细胞整齐排列的双环结构，形象地称为“花环形”结构。两种不同类型的细胞各具不同的叶绿体。围绕着维管束鞘细胞周围的排列整齐致密的叶肉细胞中的叶绿体，具有发光合作用的C4途径达的基粒构造，而维管束鞘细胞的叶绿体中却只有很少的基粒，而有很多大的卵形淀粉粒。

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：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。

在C4植物叶肉细胞的叶绿体中，在有关酶的催化作用下，一个CO2被一个叫做磷酸烯醇式丙酮酸的C3(英文缩写符号是PEP)固定，形成一个C4。C4进入维管束鞘细胞的叶绿体中，释放出一个CO2，并且形成一个含有三个碳原子的有机酸——丙酮。这种能够固定CO2的酶，叫做磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，简称PEP羧化酶。释放出来的CO2先被一个C5固定，然后很快形成两个C3。在有关酶的催化作用下，一些C3接受ATP和NADPH释放出的能量并且被NADPH还原，然后经过一系列复杂的变化，形成糖类等有机物;另一些C3则经过复杂的变化，又形成C5，从而使暗反应阶段的化学反应不断地进行下去。C4释放出的CO2的变化情况，与C3植物暗反应阶段的变化情况相同。丙酮酸则再次进入到叶肉细胞中的叶绿体内，在有关酶的催化作用下，通过ATP提供的能量，转化成PEP，PEP则可以继续固定CO2(如图)。由此可见，C4植物的光合作用中既有C4途径，又有C3途径，前者发生在叶肉细胞的叶绿体内，后者发生在维管束鞘细胞的叶绿体内，两者共同完成二氧化碳的固定。同C3途径中有关的酶与CO2的亲和力相比，C4途中PEP羧化酶与CO2的亲和力约高60倍。C4植物利用PEP将CO2固定在C4中，C4经过一系列的变化后，又把CO2释放出来，这有什么意义呢?原来，C4途径中能够固定CO2的那种酶，对CO2具有很强的亲合力，可以促使PEP把大气中浓度很低的CO2固定下来，并且使C4集中到维管束鞘细胞内的叶绿体中，供维管束鞘细胞内叶绿体中的C3途径利用。科学家们把C4植物的这种独特作用，形象地比喻成“二氧化碳泵”(如图)。同C3植物相比，C4植物大大提高了固定CO2的能力。在干旱的条件下，绿色植物的气孔关闭。这时，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，而C3植物则不能。这就是C4植物比C3植物具有较强光合作用的原因之一。

【四碳植物-图】百科知识点学大教育网为大家带来过了，希望大家能够多了解更多的植物物种，这样才能对自然界中的植物更加熟悉。