c3(c3)和c4工廠(c4 plants)的區別

C3和C4植物的主要區別在於C3植物形成一種三碳化合物作為暗反應的第一穩定產物，而C4植物形成一種四碳化合物作為暗反應的第一穩定產物。

光合作用是一種光驅動的過程，它將二氧化碳和水轉化為植物、藻類和藍藻中富含能量的糖類。在光合作用的光反應中，水分子發生光解作用。由於水的光解作用，氧作為副產品釋放出來。在光反應之後，暗反應開始，它通過固定二氧化碳來合成碳水化合物。然而，光反應產生的氧可以與暗反應的主要酶RuBP加氧酶羧化酶（Rubisco）結合，進行光呼吸。光呼吸是一個浪費能量和減少碳水化合物合成的過程。因此，為了防止光呼吸，植物中有三種不同的暗反應方式來阻止氧與Rubisco的相遇。因此，根據暗反應發生的方式，有3種植物，即C3植物、C4植物和CAM植物。

什麼是c3植物(c3 plants)？

地球上大約95%的植物是C3植物。進行光合作用的機制，正如它們的名字所表明的那樣。C3光合作用被認為是在35億年前出現的。這些植物大多是木本和圓葉植物。在這些植物中，碳固定發生在表皮下的葉肉細胞中。

二氧化碳通過氣孔從大氣進入葉肉細胞。然後黑暗反應開始了。三磷酸甘油酯與二氧化碳的第一反應是磷酸二酯。事實上，它是C3植物的第一個穩定的產物。核酮糖二磷酸羧化酶（Rubisco）是催化植物這種羧化反應的酶。同樣，卡爾文循環是在產生碳水化合物的同時循環發生的。

圖01:C3植物

與C4植物相比，C3植物的光合機制效率低下。這是因為C3植物發生光呼吸。由於Rubisco酶的加氧酶活性而發生光呼吸。Rubisco的氧化作用與羧化作用的方向相反，通過浪費大量最初由Calvin循環固定的碳而有效地破壞了光合作用，並導致固定二氧化碳的細胞中二氧化碳的損失。同樣，與氧和二氧化碳的相互作用發生在Rubisco的同一個位置。這些競爭反應通常以3:1（碳：氧）的比例進行。因此，很明顯，光呼吸是一個光**的過程，消耗氧氣併產生二氧化碳。

什麼是c4工廠(c4 plants)？

C4植物存在於乾旱和高溫地區。大約1%的植物具有C4生物化學。C4植物的一些例子是玉米和甘蔗。顧名思義，這些植物執行C4光合作用機制。C4光合作用被認為是大約1200萬年前出現的；在C3機制進化之後很久。C4植物現在可能適應得更好，因為目前的二氧化碳水平比1億年前低得多。

C4植物在捕獲二氧化碳方面效率更高。此外，C4光合作用在單子葉植物和雙子葉植物中都存在。與C3植物不同，光合作用過程中形成的第一個穩定產物是草酰乙酸，它是一種四碳化合物。最重要的是，這些植物的葉子顯示出一種特殊的解剖結構，叫做“Kranz解剖學”。在維管束周圍有一圈葉綠體的維管束鞘細胞，可用來鑑定C4植物。

圖02:C4工廠

在這個途徑中，二氧化碳固定發生兩次。在葉肉細胞胞漿中，CO2首先與磷酸烯醇丙酮酸（PEP）固定，PEP作為主要受體。反應由PEP羧化酶催化。然後PEP轉化為蘋果酸，然後轉化為丙酮酸釋放二氧化碳。並且，這一二氧化碳與核酮糖二磷酸二次固定，形成2磷酸甘油酯進行卡爾文循環。

c3(c3)和c4工廠(c4 plants)的共同點

C3和C4植物都能固定二氧化碳併產生碳水化合物。
他們進行了一個黑暗的反應。
而且，這兩種植物進行同樣的光反應。
此外，它們還有葉綠體來進行光合作用。
它們的光合方程相似。
此外，RuBP參與了兩種植物的暗反應。
兩種植物都產生磷酸甘油酸酯。

c3(c3)和c4工廠(c4 plants)的區別

C3植物產生磷酸甘油酸作為暗反應的第一個穩定產物。它是一種三碳化合物。另一方面，C4植物產生的草酸是暗反應的第一穩定產物。它是一種四碳化合物。因此，這是C3和C4植物的關鍵區別。

此外，C3植物的光合效率低於C4植物的光合效率。這是由於在C3植物中可見的光呼吸作用，而在C4植物中可忽略不計。因此，這是C3和C4植物的另一個區別。當考慮到結構差異時，C3植物在葉片中沒有兩種類型的葉綠體和Kranz解剖結構。另一方面，C4植物有兩種類型的葉綠體，它們在葉片中表現出Kranz的解剖結構。因此，這也是C3和C4植物的區別。

此外，C3和C4植物之間的另一個區別是C3植物只固定一次二氧化碳，而C4植物固定二氧化碳兩次。因此，碳同化在C3植物中較低，而C在C4植物中較高。不僅如此，C4植物可以在氣孔關閉的情況下，在很高的光照濃度和較低的二氧化碳濃度下進行光合作用。然而，C3植物在氣孔關閉、高光照和低CO2濃度下不能進行光合作用。因此，這也是C3和C4植物的顯著區別。此外，C3植物和C4植物不同於第一個二氧化碳受體。RuBP是C3植物的CO2受體，PEP是C4植物的第一個CO2受體。

c3(c3)和c4工廠(c4 plants)的區別

總結 - c3(c3) vs. c4工廠(c4 plants)

C3和C4是兩種植物。C3植物非常常見，而C4植物非常罕見。C3和C4植物之間的關鍵區別取決於它們在黑暗反應中產生的第一個碳產物。C3植物進行卡爾文循環，產生三種碳化合物作為第一穩定產物；C4植物執行C4機制，產生四種碳化合物作為第一穩定產物。此外，C3植物的光合效率較低，C4植物的光合效率較高。此外，C3植物的葉片沒有Kranz結構，也沒有兩種類型的葉綠體。另一方面，C4植物的葉片具有Kranz結構，而且它們有兩種類型的葉綠體。因此，這是對C3和C4植物的總結。