c3和c4(c3 c4)和cam光合作用(cam photosynthesis)的区别

C3 C4和CAM光合作用的主要区别在于C3光合作用通过卡尔文循环产生一种三碳化合物，C4光合作用产生一种中间的四碳化合物，在卡尔文循环中分解成一种三碳化合物，而CAM光合作用在白天收集阳光，在晚上固定二氧化碳。此外，大多数植物进行C3光合作用，约3%的维管植物进行C4光合作用，包括海棠、甘蔗、玉米等。同时，适应干旱环境的植物进行CAM光合作用，包括仙人掌和菠萝。...

C3、C4和CAM光合作用是三种具有不同卡尔文循环模式的光合作用途径。它们有不同的机制来对抗光呼吸。C3植物没有特殊的功能来对抗光呼吸，而C4植物通过在不同的细胞中进行二氧化碳固定和卡尔文循环来减少光呼吸。另一方面，CAM植物通过在不同的时间进行二氧化碳固定和卡尔文循环来减少光呼吸。

覆盖的关键领域

1.什么是光合作用-定义，光反应，暗反应2。什么是C3光合作用-定义，暗反应，重要性3。什么是C4光合作用-定义，暗反应，重要性4。什么是CAM光合作用-定义，暗反应，重要性5。C3 C4和CAM光合作用之间有什么相似之处——共同特征概述6。C3 C4和CAM光合作用的区别是什么？关键区别的比较

关键术语

CAM光合作用，Calvin循环，C3光合作用，C4光合作用，光呼吸

什么是光合作用(photosynthesis)？

光合作用是绿色植物的细胞过程，负责利用大气中的二氧化碳和水从阳光中固定光能，以合成简单的碳水化合物。它是发生在叶绿体中的一个过程。

Figure 1: Photosynthesis

此外，光合作用通过两个步骤进行：光反应和暗反应。通常，在光反应中，叶绿素从阳光中吸收能量并合成两种富含能量的分子：ATP和辅酶NADPH2。相反，在暗反应中，这两个富含能量的分子通过固定二氧化碳来合成碳水化合物。此外，根据环境条件的不同，植物中有三种类型的暗反应。它们是C3，C4和CAM光合作用。

什么是c3光合作用(c3 photosynthesis)？

C3光合作用是所有光合植物的主要光合作用类型。一般来说，它遵循卡尔文循环的标准机制，遵循光反应。因此，卡尔文循环的第一步是C3光合作用中二氧化碳的固定。在这里，二氧化碳被固定成核酮糖1,5-二磷酸，形成不稳定的六碳化合物，然后水解成三碳化合物3-磷酸甘油酸。在这里，C3光合作用的第一个稳定产物是一种三碳化合物，因此得名。

Figure 2: C3 Photosynthesis – Regular Calvin Cycle

叶绿体类囊体膜基质表面的RuBisCO酶催化上述反应。由于RuBisCO的催化缺陷，它在一个叫做光呼吸的过程中与分子氧发生高度反应。此外，二氧化碳固定导致两个分子的3-磷酸甘油酸。在第二步中，一分子3-磷酸甘油酯经历还原以形成三种类型的己糖磷酸酯：果糖6-磷酸酯、葡萄糖6-磷酸酯和葡萄糖1-磷酸酯。另外，剩余的3-磷酸甘油酯被回收，形成核酮糖1，5-二磷酸。

什么是c4光合作用(c4 photosynthesis)？

C4光合作用是另一种光合作用形式，主要发生在热带植物中。通常，这些植物的气体交换气孔在白天大部分时间保持关闭，以减少在干热条件下水分的过度流失。因此，植物叶片内的二氧化碳浓度不足以进行C3循环，而C3循环又会增强光呼吸，降低光合作用的效率。因此，为了在干热条件下提高效率，这些植物进行C4光合作用。

Figure 3: C4 Photosynthesis – Dark Reaction

此外，Kranz解剖学描述了C4植物叶片的结构。基本上，C4植物叶片中存在两种类型的细胞。它们是叶肉细胞和束鞘细胞。维管束鞘细胞包围着维管组织。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸与二氧化碳反应，形成草酰乙酸，这是一种四碳化合物。在这里，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶是催化二氧化碳固定的酶。但对氧不敏感；因此，相对于rubisco的二氧化碳固定，光呼吸被最小化。之后，草酰乙酸还原为苹果酸，然后转移到束鞘细胞。在束鞘细胞中，苹果酸通过去除二氧化碳进行脱羧，进入C3循环。

什么是cam光合作用(cam photosynthesis)？

CAM光合作用是植物在半干旱条件下发生的第三种光合作用形式。通常，水是光合作用所需的两个因素之一，而第二个是二氧化碳。然而，这些植物的水分损失很高。因此，它们在植物内部储存了大量的水分，并且变得粘稠。此外，他们有蜡涂层，以减少蒸发。一般来说，肉质植物如仙人掌、景天、玉石、兰花和龙舌兰是半干旱植物。

Figure 4: CAM Photosynthesis -Dark Reaction

此外，这些植物在白天保持气孔关闭。取而代之的是，它们在夜间开门，在夜间吸收二氧化碳。然后，二氧化碳被固定成磷酸烯醇式丙酮酸，通过C4光合作用形成草酰乙酸。接下来，草酰乙酸被转化成苹果酸，并被储存直到天亮。之后，苹果酸进入叶肉细胞，以经历正常的卡尔文循环。

c3-c4与cam光合作用的相似性

C3级， C4和CAM光合作用是植物发生的三种光合作用过程。
一般来说，光合作用是植物的细胞过程，负责固定来自阳光的能量，以便从二氧化碳和水合成葡萄糖等小的有机化合物。
光反应和卡尔文循环在每一种光合作用中都有相似的发生。但是，它们的固碳方法不同。

c3和c4(c3 c4)和cam光合作用(cam photosynthesis)的区别

定义

C3光合作用是指一种主要的光合作用，通过卡尔文循环产生一种三碳化合物，而C4光合作用是指一种光合作用，产生一种中间的四碳化合物，在卡尔文循环中分解成一种三碳化合物。相反，CAM光合作用指的是另一种光合作用，白天收集阳光，晚上固定二氧化碳。

发生

大多数植物进行C3光合作用；C4光合作用发生在约3%的维管植物中，包括海棠、甘蔗、玉米等，而CAM光合作用发生在适应干旱环境的植物中，包括仙人掌和菠萝。

细胞参与

C3光合作用只发生在叶肉细胞中，C4光合作用发生在叶肉细胞和束鞘细胞中，CAM光合作用发生在叶肉中。

第一稳定产品

3-磷酸甘油酸（3-PGA）是C3光合作用产生的第一个稳定化合物，草酰乙酸（OAA）是C4光合作用产生的第一个稳定化合物，CAM植物白天产生3-磷酸甘油酸（3-PGA），晚上产生草酰乙酸（OAA）。

暗反应要求

C3植物需要12nadph和18atps进行暗反应，C4植物需要12nadph和30atps进行暗反应，CAM植物需要12nadph和39atps进行暗反应。

最佳温度

C3光合作用的最适温度为15&25℃°C、 C4光合作用的最适温度为30～40℃°而CAM光合作用的最适温度为&gt；40°C

气孔在白天开放

在C3和C4光合作用中，气孔在白天保持开放，而在夜间保持关闭。

羧化酶

RuBP羧化酶是C3光合作用中的羧化酶，PEP羧化酶是叶肉中的酶，RuBP羧化酶是C4光合作用中维管束鞘细胞中的酶，PEP羧化酶是CAM光合作用中黑暗中的酶，RuBP羧化酶是白天的酶。

初始二氧化碳受体

核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）是C3光合作用的初始二氧化碳受体，磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）是C4光合作用和CAM光合作用的初始二氧化碳受体。

叶片解剖学

叶片解剖在C3光合作用中是典型的；Kranz解剖存在于C4光合作用中，而叶片解剖存在于CAM光合作用中。

光呼吸

此外，C3植物没有特殊的特征来对抗光呼吸，C4植物通过在单独的细胞中进行二氧化碳固定和卡尔文循环来最小化光呼吸，而CAM植物通过在单独的时间进行二氧化碳固定和卡尔文循环来最小化光呼吸。

结论

C3光合作用是光合作用的主要形式，在卡尔文循环中产生一种三碳化合物。一般来说，它发生在所有光合植物。然而，C3植物的光呼吸速率较高。相比之下，C4光合作用是发生在热带植物中的一种光合作用。同时，它产生一种中间的四碳化合物，在卡尔文循环中分解成三碳化合物。当它在不同的细胞中进行碳固定和卡尔文循环时，它将光呼吸最小化。另一方面，CAM光合作用是另一种光合作用，发生在半干旱条件下。在这里，二氧化碳固定发生在夜间。此外，它通过在不同的时间进行二氧化碳固定和卡尔文循环来最小化光呼吸。因此，C3、C4和CAM光合作用的主要区别在于碳固定、发生和减少光呼吸的方法的不同。