Đối với một số thực vật khác được gọi là thực vật C4 được đặc trưng ở
chỗ trong chu trình Calvin, sản phẩm cuối cùng được tạo ra không phải là
chất 3 cacbon như G3P mà là chất 4 cacbon. Có khoảng vài nghìn loài thực
vật thuộc 19 họ, trong đó có nhiều cây trồng như cây mía, cây ngũ cốc
thuộc họ hòa thảo là thuộc thực vật C4. Thực vật C4 được đặc trưng bởi cấu
trúc của bộ máy quang hợp. Thực vật C4 có 2 loại tế bào quang hợp riêng
biệt: tế bào trung diệp của lá (như ở thực vật C3) và các tế bào bao bó mạch
của gân lá. Quá trình quang hợp (pha tối) được thực hiện tách biệt theo
không gian: sự cố định CO2 từ không khí được thực hiện ở tế bào trung
diệp (mô giậu) để tạo nên hợp chất 4 cacbon là malat. Malat được xem như
nguồn dự trữ cacbon tạm thời để cung cấp cho chu trình Calvin xảy ra ở tế
bào bao bó mạch (hình 1.16). Bằng cách phân vùng để dự trữ nguồn CO2
như vậy, các thực vật C4 thích nghi được với điều kiện nhiệt đới nóng do
cường độ chiếu sáng quá mạnh làm cho khí khổng phải đóng kín để chống
mất nước cho cây (vì vậy gây khó khăn cho sự sử dụng CO2 của không
khí).
1.4.6. Thực vật CAM
Loại thích nghi quang hợp thứ hai với điều kiện khô nóng được quan sát
thấy ở thực vật CAM (CAM là viết tắt của Crassulacean Acid Metabolism -
kiểu chuyển hóa của thực vật họ thuốc bỏng - Crassulaceae là loài cây được
nghiên cứu đầu tiên). Thuộc thực vật C4 ngoài cây thuộc họ thuốc bỏng còn
có các cây sống ở sa mạc như xương rồng, dứa... Ở đây sự thích nghi của
quang hợp được thực hiện trong tế bào trung diệp nhưng theo sự phân chia
về thời gian. Ban ngày để chống mất nước khí khổng đóng và ban đêm khí
khổng mở. Ban đêm khi khí khổng mở, lá cây tranh thủ hấp thu CO2 và
biến đổi thành chất hữu cơ 4 cacbon tích lũy trong không bào. Về ban ngày,
khi khí khổng đóng, khi phản ứng sáng cung cấp ATP và NADPH, chu trình
Calvin sẽ xảy ra với nguồn CO2 cung cấp từ chất hữu cơ dự trữ (hình 1.16).
