南繁北育20172017-09-28 20:20:31首先明確：小麥屬於C3植物，玉米屬於C4植物。
二者光合作用的碳迴圈過程不一樣，決定了兩者碳同化效率不一樣。小麥僅有葉肉細胞含有葉綠體，整個光合作用過程都是在葉肉細胞裡進行，光合作用產物亦只是積累在葉肉細胞中，維管束薄壁細胞不積存光合產物。CO2固定途徑僅有C3途徑；而玉米屬於C4植物，在固定CO2時，首先由葉肉細胞完成C4途徑，然後維管束鞘薄壁細胞完成C3途徑。光合作用產物的形成只有C3途徑，故光合產物只積累在維管束鞘薄壁細胞中。詳細來說：小麥在進行光合作用時，CO2的固定主要取決於1，5-二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPCase）的活化狀態，因為該酶是光合碳迴圈的入口鑰匙。它催化1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）羧化，將大氣中的CO2同化，產生兩分子磷酸甘油酸。玉米是從C3植物進化而來的一種高光效種類。與C3植物相比，它具有在高光強，高溫及低CO2濃度下，保持高光效的能力。玉米固定CO2的酶為磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase），與小麥中RuBPCase相比，PEPCase對CO2的親和力高。玉米的細胞分化為葉肉細胞和鞘細胞，而光合酶在兩類細胞中的分佈不同，如PEPCase在葉肉細胞固定CO2，生成草醯乙酸（OAA），OAA進一步轉化為蘋果酸（Mal），Mal進入鞘細胞，脫羧，被位於鞘細胞內的RuBPCase羧化，重新進入卡爾文迴圈。這種CO2的濃縮機理導致了鞘細胞內的高濃度的CO2，一方面提高RuBPCase的羧化能力，另一方面又大大抑制了RuBPCase的加氧活性，降低了光呼吸，從而使玉米保持高的光合效率。