C4植物与C3植物在CO2饱和点的光合速率谁高谁低?
王学宏老师在K12生物论坛上发帖指出:外界二氧化碳浓度影响植物的光合速率。在一定范围内,植物光合速率随着二氧化碳浓度增高而增加,但到一定程度时,再增加二氧化碳浓度,光合速率不再随之增加,这时外界的二氧化碳浓度称为CO2饱和点。由于C4植物固定CO2要消耗能量,所以C4植物CO2的饱和点常常低于C3植物。那么,在一定的光照、温度、水分等条件下,C3和C4植物处于CO2饱和点时的光合速率哪一个更高呢?若C4植物CO2饱和点时的光合速率小于C3植物CO2饱和点时的光合速率,则形成如图1所示的曲线变化;若C4植物CO2饱和点时的光合速率大于C3植物CO2饱和点时的光合速率,则形成如图2所示的曲线变化。而图1和图2在一些教辅资料中又多次出现,那么,在表示C3与C4植物CO2饱和点时的光合速率时,图1与图2哪一个更为准确呢?请各位同仁发表看法。
许多老师与我一样,都是认为图1正确,即认为C3与C4植物CO2饱和点时的光合速率比较,C3植物的高。我在论坛中也曾经发表过这样的看法,并用下面的图作为依据。
后来我对这一问题再次进行思考时,才发现当初的想法还是过于简单化了。由于C4植物都是阳生植物,而C3植物有阳生植物和阴生植物之分。对于C3植物中的阳生植物来说,上述的结论当然成立。因为同为阳生植物,
C4植物的CO2饱和点比C3植物低,在大气CO2浓度下就能达到饱和;而C3植物CO2饱和点不明显,光合速率在较高CO2浓度下还会随浓度上升而提高。因此,C3植物在CO2饱和点的光合速率反而比C4植物的高。但是对于C3植物中的阴生植物来说,可能应该是图2正确了。因为阴生植物的光饱和点低,且达到光饱和点时的光合速率也远低于阳生植物,因此,在较强的光照条件下,C3植物中的阴生植物虽然其CO2饱和点明显高于C4植物,但它们在CO2饱和点时的光合速率还是明显低于C4植物在CO2饱和点时的光合速率。
因此,我认为对于上述问题,应该将C3植物区分为阳生植物和阴生植物分别进行考虑,对于C3植物中的阳生植物来说是图1正确,对于C3植物中的阴生植物来说是图2正确。
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