C4植物起源于热带,在强光、高温及干燥的气候条件下,C4植物的光合速率要远大于C3植物.气候干燥时,叶片气孔的开度变小,进入叶肉的CO2也随之减少,这就限制了Rubisco的羧化活性；气温高时,CO2和O2在水中的溶解度虽均降低,但CO2溶解度降低得更迅速,这样细胞液中CO2／O2的比值也降低,从而使得Rubisco的加氧活性升高,而羧化活性下降.在这些情况下,C3植物的光呼吸增强.但C4植物的叶肉细胞中的PEPC对底物HCO-3的亲和力极高,细胞中的HCO3-浓度一般不成为PEPC固定CO2的限制因素；C4植物由于有“CO22泵”浓缩CO2的机制,使得BSC中有高浓度的CO2,从而促进Rubisco的羧化反应,降低了光呼吸,且光呼吸释放的CO2又易被再固定；加之高光强又可推动电子传递与光合磷酸化,产生更多的同化力,以满足C4植物PCA循环对ATP的额外需求；另外,鞘细胞中的光合产物可就近运入维管束,从而避免了光合产物累积对光合作用可能产生的抑制作用.
碳三植物和碳四植物的光呼吸存在以下区别：
1. 种类：碳三植物在进行光合作用时，暗反应在叶绿体基质中进行。碳四植物的暗反应在叶绿体基质和细胞质中进行。
2. 气孔：在干旱炎热的日子里，碳三植物的气孔会关闭，从而阻止二氧化碳进入叶片和氧气逸出叶片。相比之下，碳四植物的气孔更加紧密，可以减少水分损失，因此能更好地适应干旱环境。
3. 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性：碳四植物的这种酶的活性比碳三植物更强，这使得碳四植物能更有效地利用光能进行光合作用。
4. 光呼吸：在碳三植物中，光呼吸会消耗一部分光合作用产物，降低能量转化效率。而碳四植物由于其气孔的紧密性和更强的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性，可以有效地避免光呼吸。
综上，与碳三植物相比，碳四植物具有更强的光合作用效率和适应干旱环境的能力。
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