簡單來說就是直接利用空氣中CO2的植物就是C3植物,而C4植物則是先將CO2固定形成一種C4化合物,然后由這種化合物將CO2釋放到相鄰的細(xì)胞中,參與光合作用.
具體的自己看吧：
碳三植物
　　也叫三碳植物.光合作用中同化二氧化碳的最初產(chǎn)物是三碳化合物3－磷酸甘油酸的植物.碳三植物的光呼吸高,二氧化碳補(bǔ)償點高,而光合效率低.如小麥、水稻大豆、棉花等大多數(shù)作物.碳三植物
二戰(zhàn)后,美國加州大學(xué)伯克利分校的馬爾文·卡爾文與他的同事們研究一種名叫Chlorella的藻,以確定植物在光合作用中如何固定CO2.此時C14示蹤技術(shù)和雙向紙層析法技術(shù)都已經(jīng)成熟,卡爾文正好在實驗中用上此兩種技術(shù).　　他們將培養(yǎng)出來的藻放置在含有未標(biāo)記CO2的密閉容器中,然后將C14標(biāo)記的CO2注入容器,培養(yǎng)相當(dāng)短的時間之后,將藻浸入熱的乙醇中殺死細(xì)胞,使細(xì)胞中的酶變性而失效.接著他們提取到溶液里的分子.然后將提取物應(yīng)用雙向紙層析法分離各種化合物,再通過放射自顯影分析放射性上面的斑點,并與已知化學(xué)成分進(jìn)行比較.
編輯本段卡爾文在實驗中發(fā)現(xiàn)
　　標(biāo)記有C14的CO2很快就能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物.在幾秒鐘之內(nèi),層析紙上就出現(xiàn)放射性的斑點,經(jīng)與一直化學(xué)物比較,斑點中的化學(xué)成份是三磷酸甘油酸（3-phosphoglycerate,PGA）,是糖酵解的中間體.這第一個被提取到的產(chǎn)物是一個三碳分子,所以將這種CO2固定途徑稱為C3途徑,將通過這種途徑固定CO2的植物稱為C3植物.后來研究還發(fā)現(xiàn),CO2固定的C3途徑是一個循環(huán)過程,人們稱之為C3循環(huán).這一循環(huán)又稱卡爾文循環(huán).　　C3類植物,如稻和麥,二氧化碳經(jīng)氣孔進(jìn)入葉片后,直接進(jìn)入葉肉進(jìn)行卡爾文循環(huán).而C3植物的維管束鞘細(xì)胞很小,不含或含很少葉綠體,卡爾文循環(huán)不在這里發(fā)生.
碳四植物
百科名片
碳四植物CO2同化的最初產(chǎn)物不是光合碳循環(huán)中的三碳化合物3-磷酸甘油酸,而是四碳化合物蘋果酸或天門冬氨酸的植物.又稱C4植物.如玉米、甘蔗、高粱、莧菜等.而最初產(chǎn)物是3-磷酸甘油酸的植物則稱為三碳植物（C3植物）.
目錄
暗反應(yīng)的碳同化
碳四植物的特殊結(jié)構(gòu)
碳四途徑的反應(yīng)過程
與碳三植物的區(qū)別
編輯本段暗反應(yīng)的碳同化
編輯本段碳四植物的特殊結(jié)構(gòu)
　　許多四碳植物在解剖上有一種特殊結(jié)構(gòu),即在維管束周圍有兩種不同類型的細(xì)胞：靠近維管束的內(nèi)層細(xì)胞稱為鞘細(xì)胞,圍繞著鞘細(xì)胞的外層細(xì)胞是葉肉細(xì)胞.兩種不同類型的細(xì)胞各具不同的葉綠體.圍繞著維管束鞘細(xì)胞周圍的排列整齊致密的葉肉細(xì)胞中的葉綠體,具有發(fā) 光合作用的C4途徑
達(dá)的基粒構(gòu)造,而維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中卻只有很少的基粒,而有很多大的卵形淀粉粒.
編輯本段碳四途徑的反應(yīng)過程
　　葉肉細(xì)胞里的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）經(jīng)PEP羧化酶的作用,與CO2結(jié)合,形成蘋果酸或天門冬氨酸.這些四碳雙羧酸轉(zhuǎn)移到鞘細(xì)胞里,通過脫羧酶的作用釋放CO2,后者在鞘細(xì)胞葉綠體內(nèi)經(jīng)核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶作用,進(jìn)入光合碳循環(huán).這種由PEP形成四碳雙羧酸,然后又脫羧釋放CO2的代謝途徑稱為四碳途徑.其葉肉細(xì)胞中,含有獨特的酶,即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶,使得二氧化碳先被一種三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化,形成四碳化合物草酰乙酸鹽,這也是該暗反應(yīng)類型名稱的由來.這草酰乙酸鹽在轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸鹽后,進(jìn)入維管束鞘,就會分解釋放二氧化碳和一分子甘油.二氧化碳進(jìn)入卡爾文循環(huán),后同C3進(jìn)程.而甘油則會被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此過程消耗ATP.　　在20世紀(jì)60年代,澳大利亞科學(xué)家哈奇和斯萊克發(fā)現(xiàn)玉米、甘蔗等熱帶綠色植物,除了和其他綠色植物一樣具有卡爾文循環(huán)外,CO2首先通過一條特別的途徑被固定.這條途徑也被稱為哈奇-斯萊克途徑
編輯本段與碳三植物的區(qū)別
　　已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的四碳植物約有800種 ,廣泛分布在開花植物的18個不同的科中.它們大都起源于熱帶.因為四碳植物能利用強(qiáng)日光下產(chǎn)生的ATP推動PEP與CO2的結(jié)合,提高強(qiáng)光、高溫下的光合速率,在干旱時可以部分地收縮氣孔孔徑,減少蒸騰失水,而光合速率降低的程度就相對較小,從而提高了水分在四碳植物中的利用率.這些特性在干熱地區(qū)有明顯的選擇上的優(yōu)勢.　　C4植物與C3植物的一個重要區(qū)別是C4植物的CO2補(bǔ)償點很低,而C3植物的補(bǔ)償點很高,所以C4植物在CO2含量低的情況下存活率更高.　　C4植物主要是那些生活在干旱熱帶地區(qū)的植物.在這種環(huán)境中,植物若長時間開放氣孔吸收二氧化碳,會導(dǎo)致水分通過蒸騰作用過快的流失.所以,植物只能短時間開放氣孔,二氧化碳的攝入量必然少.植物必須利用這少量的二氧化碳進(jìn)行光合作用,合成自身生長所需的物質(zhì).　　在C4植物葉片維管束的周圍,有維管束鞘圍繞,這些維管束鞘細(xì)胞里有葉綠體,但里面并無基?；蚧０l(fā)育不良.在這里,主要進(jìn)行卡爾文循環(huán).　　該類型的優(yōu)點是,二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱環(huán)境生長.C3植物行光合作用所得的淀粉會貯存在葉肉細(xì)胞中,因為這是卡爾文循環(huán)的場所,而維管束鞘細(xì)胞則不含葉綠體.而C4植物的淀粉將會貯存于維管束鞘細(xì)胞內(nèi),因為C4植物的卡爾文循環(huán)是在此發(fā)生的.　　C4型植物有：單子葉植物禾本科、莎草科,雙子葉植物菊科、大戟科、藜科和莧科.