C3和C4植物的光合速率曲線圖

在一些教輔資料中，經(jīng)常會見到兩種不同的CO2-光合速率曲線（見圖1和圖2）。不禁要問到底哪個曲線是正確的呢？

 

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

        圖像分析：C4植物只有在高溫、強光、干旱和低CO2的條件才會顯現(xiàn)出其高光效的特性。而在光強、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。因此說圖1所示情況具有普遍性。具體來講， 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植物進化而來的，兩者在光合作用方面的差別主要體現(xiàn)為暗反應階段的碳同化途徑不同，光反應階段差別不大。在同等的適宜光照條件下，產(chǎn)生的還原性NADPH和ATP可認為是基本相等的，而且兩者都實現(xiàn)了光合作用的“最大潛力”（即達到飽和點）。這時限制因素已經(jīng)不再是CO2濃度，按理兩者的光合速率應該相等。但C4植物因為推動“CO2泵”時消耗了部分ATP，故光合速率要低一些。況且在高的CO2濃度下（C3植物的CO2飽和點遠高于大氣中CO2濃度），C3植物的光呼吸和有氧呼吸都會受到明顯抑制。因此，當C3植物達到CO2飽和點時，其表觀光合速率一般較C4植物高。