为什么碳四植物的表观光呼吸低于碳三植物?

题目

为什么碳四植物的表观光呼吸低于碳三植物?
我们现在正在学大学植物生理课的光呼吸部分,怎么解释碳四植物的表观光呼吸低于碳三植物.

答案

C4植物起源于热带,在强光、高温及干燥的气候条件下,C4植物的光合速率要远大于C3植物.气候干燥时,叶片气孔的开度变小,进入叶肉的CO2也随之减少,这就限制了Rubisco的羧化活性；气温高时,CO2和O2在水中的溶解度虽均降低,但CO2溶解度降低得更迅速,这样细胞液中CO2／O2的比值也降低,从而使得Rubisco的加氧活性升高,而羧化活性下降.在这些情况下,C3植物的光呼吸增强.但C4植物的叶肉细胞中的PEPC对底物HCO-3的亲和力极高,细胞中的HCO3-浓度一般不成为PEPC固定CO2的限制因素；C4植物由于有“CO22泵”浓缩CO2的机制,使得BSC中有高浓度的CO2,从而促进Rubisco的羧化反应,降低了光呼吸,且光呼吸释放的CO2又易被再固定；加之高光强又可推动电子传递与光合磷酸化,产生更多的同化力,以满足C4植物PCA循环对ATP的额外需求；另外,鞘细胞中的光合产物可就近运入维管束,从而避免了光合产物累积对光合作用可能产生的抑制作用.