博士倫 發問時間: 科學其他:科學 · 1 0 年前

温室效應的環境裏,C3植物和C4植物誰得利?

請問如果温室效應的環境裏,C3植物和C4植物誰得利?或者是誰會比較快死啊?可以的話,請再告訴我二種植物的循環方式,謝謝!

2 個解答

評分
  • 1 0 年前
    最佳解答

    在温室效應的環境裡,C3植物比較得利。因為C3植物具有較高的二氧化碳補償點,約在30~70ppm,所以遠高於C4型作物(0-10ppm),並且具有光呼吸作用反應。

    循環方式:

    在C3型植物當中,主要利用(Ribulose Bisphosphate Carboxylase;RUBPC)將二氧化碳分解為3-PGA(3-Phosphoglycerate),變成光合作用第一個中間產物,接著會利用光化學反應所生成的ATP以及NADPH,將3-PGA合成G3P(Glyceraldehyde 3-phosphate),接著經過一連串步驟生成碳水化合物,如澱粉及蔗糖,而整個循環最後利用ATP將多餘的G3P還原成五碳前驅物質即完成循環。

    C4型植物的循環途徑又稱為Hatch-Slack-Kortschak途徑,此型植物會有以下幾點特徵:1、具有Kranz anatomy構造,就是在維管束周圍具有一圈束鞘細胞,其細胞壁厚且內含大量葉綠體,導致外觀具有突起且深綠色的葉脈以供辨識。第2、葉綠素a/b為4。3、具有低二氧化碳補償點,也就是介於0~5ppm而已。而C4型植物可以觀察到非常低甚至缺乏的光呼吸作用。這是因為在維管束鞘細胞當中,由於高二氧化碳濃度與氧氣競爭Rubisco的結合位置,因此抑制了光呼吸作用。其實C4型作物最後也是會回歸C3循環進行碳固定作用,主要差異點便是C4型作物的二氧化碳利用PEPC酵素依託在OAA上面,再進過一連串載體更換之後,進入維管束鞘細胞當中,進行二氧化碳再次釋放進行C3循環固碳作用,如此一來可以提高二氧化碳利用率。

    • Commenter avatar登入以對解答發表意見
  • 1 0 年前

    http://www.tari.gov.tw/csam/CEB/publication/1(4)/0...

    大氣的二氧化碳濃度持續在上升中,而且許多氣候模式的預測亦顯示將因此造成全球溫暖化及降水模型的改變。二氧化碳、溫度及降水的改變將直接影響植物的生長,可能也將引起農作物生產力的變異。提高二氧化碳濃度通常將可促進多數作物的產量,此一結果在生長箱、溫室及幾年前的田間高二氧化碳環境試驗(free-air CO2 enrichment,FACE) 中獲得證實,惟高二氧化碳濃度對產量的正面提升需要充分營養元素供應的相互配合。在高二氧化碳濃度環境下,葉片氣孔開度趨於部分關閉,使得植被溫度升高,需水量略為下降,然而不同作物表現並不一致。當氣溫一如模式預測伴隨二氧化碳濃度升高,作物的需水量可能將高於目前的情境。單獨考量全球溫暖化因素下,其對植物生長的快速或和緩促進作用則視當時氣溫係高或低於該植物的生長適溫而定。由於氣溫隨時改變於一天當中的任一時刻及一季當中的任一天,因此某一時段的植物生長可能低於、高於或處於最適速率。植物生長模式即納入此種溫度變異對生理作用的效應及生長隨時間的估測,較單純的模式輸入生長季節的逐日資料,細緻的模式則需要輸入每小時的資料以進行每日模型的模擬。目前的模式多已忽略許多詳細而重要的生理機制及交感作用,藉由模式的驗證程序提高其應用於估測未來農業生產力的能力。根據最近以能夠解釋高二氧化碳影響許多生理效應的模式進行多種全球變遷情境的模擬結果,在採行適應全球變遷的農場經營策略下(如調整栽植期),已開發國家的穀物產量可以在2080 年左右提高3-8%;反之,處於

    熱帶氣候的開發中國家產量將減少2-7%。如此一來,原本生產條件已較為遜色的開發中國家,將更苦於農業生產力下降的新情境。

    PS︰溫室效應是一個很複雜的效應,至少包含了二氧化碳上升與水分含量變化兩個效應,雖然從前的試驗大多顯示二氧化碳會導致高生長,但國外近期的研究(FACE,Free-Air CO2 Enrichment,利用二氧化碳供應器在野外形成高二氧化碳濃度地區並測量植物及環境的變化)顯示平均高生長會在土壤氮耗盡後回到二氧化碳提高前的水準,所以植物的生長與養分(氮素)是否充足有關。

    由於影響植物生長的因子太多,因此不容易推定到底誰比較得利,但是在氣溫跟二氧化碳濃度都升高的情況下,我相信C4植物雖然不一定會比較得利,但至少不會先死掉。

    • Commenter avatar登入以對解答發表意見
還有問題?馬上發問,尋求解答。