Question

C₄植物同C₃植物相比  （    ）

　　A、C₄植物能在弱光下生长更好

　　B、C₄植物能在低C0₂浓度下生长更好

　　C、C₄植物利用高光合速率补偿高光呼吸带来的损失

　　D、C₄植物光合速率受高温抑制相对较小

Answer

B D

【解析】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PEP羧化酶活性较强，光呼吸很弱有关。PEP羧化酶对CO2的Km值(米氏常数)是7μmol，核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶的Km值是450μmol。前者比后者对CO2的亲和力大得很多。试验证明，C4植物的PEP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 之所以光呼吸很弱是因为(1)C4植物的光呼吸代谢是发生在维管束鞘细胞（BSC）中，由于C4途径的脱羧使BSC中CO2浓度提高，这就促进了Rubisco 的羧化反应，抑制了Rubisco 的加氧反应。(2)由于C4植物叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2的亲和力高，即使BSC中有光呼吸的CO2释放，CO2在未跑出叶片前也会被叶肉细胞中的PEP羧化酶再固定。

C4植物适应于高光强，光饱和点明显高于C3植物。相应的C4植物全年干物质积累量近40吨/ 公顷，C3植物约22吨/公顷。C4植物光合作用的最适温度30－47℃，C3植物适宜温度在20－30℃之间，C4植物的高光合速率是付出代价的，它在同样的条件下要比C3植物消耗更多的能量，C4植物每同化一分子CO2要比C3植物多消耗2ATP（腺苷三磷酸），在能量上是不经济的。所以，在光照强、气温高的地区，C4植物生长比C3植物好；而在光强、温度较低的地区，C4植物的光合效率就不一定比C3植物高。