一般来说，C₄植物比C₃植物的光和产量要高，试从它们各自的光合特征及生理特征比较分析。

从光和特征来看，卡尔文循环的CO₂固定是通过核酮糖二磷酸羧化酶的作用来实现的，C4途径的CO₂固定是由磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化来完成的。两种酶都可使CO₂固定。但它们对CO₂的亲和力却差异很大。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶对CO₂的Km值（米氏常数）是7μmol，核酮糖二磷酸羧化酶的Km值是450μmol。前者比后者对CO₂的亲和力大得很多，C₄植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性比C₃植物的强60倍，因此，C₄植物的光合速率比C₃植物快许多，尤其是在二氧化碳浓度低的环境下，相差更是悬殊。从生理特征来看，C₄植物叶片的维管束薄壁细胞较大，其中含有许多较大的叶绿体，C₃植物的维管束鞘薄壁细胞较小，不含或很少叶绿体，C₄植物的光呼吸酶系主要集中在维管束鞘薄壁细胞中，光呼吸就局限在维管束鞘内进行，在它外面的叶肉细胞，具有对CO₂亲和力很大的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，所以，即使光呼吸在维管束鞘放出CO₂，也很快被叶肉细胞再次吸收利用，不易“漏出”。

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