改变植物的光合作用可以抵消全球变暖的影响吗？

        全球气候变化导致每日，季节性和每年的平均温度升高，并且异常高温和低温的强度，频率和持续时间增加。温度和其他环境变化直接影响植物的生长，是决定植物分布的主要因素。由于人类直接或间接依赖植物作为重要的食物来源，因此了解他们能够承受和/或适应新的环境秩序的能力至关重要。

        环境对光合作用的影响

        所有植物都吸收大气中的二氧化碳，并通过光合作用将其转化为糖和淀粉，但它们以不同的方式进行。每个植物类别使用的特定光合作用方法（或途径）是一组称为加尔文循环的化学反应的变体。这些反应会影响植物产生的碳分子的数量和类型，这些分子的存储位置，并且最重要的是，对于研究气候变化而言，植物承受低碳大气，高温以及减少水和氮的能力。

        这些光合作用的过程（由植物学家指定为C3，C4和CAM）与全球气候变化研究直接相关，因为C3和C4植物对大气中二氧化碳浓度的变化以及温度和水的可用性的反应不同。

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        人类目前依赖于在高温，干燥和更不稳定的条件下无法繁衍的植物物种。随着地球继续变暖，研究人员已开始探索使植物适应不断变化的环境的方法。修改光合作用过程可能是这样做的一种方法。 

        C3植物

        我们用于人类食物和能源的绝大多数陆地植物都使用C3途径，这是最古老的固碳途径，并且存在于所有分类法的植物中。几乎所有体形的现存非人类灵长类动物，包括猿猴，新旧猴子，以及所有猿类，甚至是生活在拥有C4和CAM植物的地区的猿类，都依赖于C3植物来维持。

        *种类：谷类谷物，例如大米，小麦，大豆，黑麦和大麦；木薯，土豆，菠菜，西红柿和山药等蔬菜；苹果，桃子和桉树等树木

        *酶：核糖双磷酸酯（RuBP或Rubisco）羧化酶加氧酶（Rubisco）

        *工艺：将二氧化碳转化为3-碳化合物3-磷酸甘油酸（或PGA）

        *碳固定的地方：所有叶肉细胞

        *生物量比率：-22％至-35％，平均为-26.5％

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        虽然C3途径是最常见的途径，但效率也不高。Rubisco不仅会与CO2发生反应，还会与O2发生反应，从而导致光呼吸，这是浪费同化碳的过程。在当前的大气条件下，C3植物潜在的光合作用被氧气抑制了40％。在干旱，强光和高温等压力条件下，抑制的程度会增加。随着全球温度的升高，C3植物将难以生存，而且由于我们依赖它们，所以我们也将如此。

        C4植物

        所有陆地植物物种中只有约3％使用C4途径，但它们在热带，亚热带和温暖的温带地区几乎占主导地位。C4植物还包括高产作物，例如玉米，高粱和甘蔗。尽管这些作物引领着生物能源领域，但它们并不完全适合人类消费。玉米是一个例外，但是，除非将其磨成粉末，否则它不是真正可消化的。玉米和其他农作物也被用作动物饲料，将能量转化为肉，这是植物的另一种低效利用方式。

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        *种类：常见于低纬度的饲草，玉米，高粱，甘蔗，fonio，tef和纸莎草中

        *酶：磷酸烯醇丙酮酸（PEP）羧化酶

        *工艺：将二氧化碳转化为4-碳中间体

        *固定碳的位置：叶肉细胞（MC）和束鞘细胞（BSC）。C4具有环绕每条静脉的BSC环和围绕束鞘的MC的外环，称为Kranz解剖结构。

        *生物量比率： -9至-16％，平均为-12.5％。

        C4光合作用是C3光合作用过程的生化修饰，其中C3型循环仅发生在叶片内部的细胞中。叶周围是叶肉细胞，其中包含一种活性更高的酶，称为磷酸烯醇丙酮酸（PEP）羧化酶。结果，C4植物在长的生长季节中生长旺盛，并获得大量阳光。有些甚至耐盐，使研究人员可以考虑是否可以通过种植耐盐C4物种来恢复过去灌溉工作中盐碱化的地区。