C3和C4植物的光合速率曲線圖

在一些教輔資料中，經(jīng)常會(huì)見(jiàn)到兩種不同的CO2-光合速率曲線（見(jiàn)圖1和圖2）。不禁要問(wèn)到底哪個(gè)曲線是正確的呢？

 

        筆者認(rèn)為圖1和圖2均正確。在自然界中，圖1的情況具有普遍性，圖2的情況應(yīng)屬特例。

        圖像分析：C4植物只有在高溫、強(qiáng)光、干旱和低CO2的條件才會(huì)顯現(xiàn)出其高光效的特性。而在光強(qiáng)、溫度較低，以及CO2濃度足夠高的情況下，其光合效率還低于C3植物。因此說(shuō)圖1所示情況具有普遍性。具體來(lái)講， 圖中C3和C4植物所處的光照、溫度等條件是相同。而我們知道C4植物是由C3植物進(jìn)化而來(lái)的，兩者在光合作用方面的差別主要體現(xiàn)為暗反應(yīng)階段的碳同化途徑不同，光反應(yīng)階段差別不大。在同等的適宜光照條件下，產(chǎn)生的還原性NADPH和ATP可認(rèn)為是基本相等的，而且兩者都實(shí)現(xiàn)了光合作用的“最大潛力”（即達(dá)到飽和點(diǎn)）。這時(shí)限制因素已經(jīng)不再是CO2濃度，按理兩者的光合速率應(yīng)該相等。但C4植物因?yàn)橥苿?dòng)“CO2泵”時(shí)消耗了部分ATP，故光合速率要低一些。況且在高的CO2濃度下（C3植物的CO2飽和點(diǎn)遠(yuǎn)高于大氣中CO2濃度），C3植物的光呼吸和有氧呼吸都會(huì)受到明顯抑制。因此，當(dāng)C3植物達(dá)到CO2飽和點(diǎn)時(shí)，其表觀光合速率一般較C4植物高。