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在光合作用过程中，植物利用来自太阳的能量将二氧化碳和水转化为糖分。然而，随着温度升高，大多数植物的光合作用变得越来越低效，并在炎热天气期间大大降低了它们的生产力。 C4 植物 - 仅占开花植物的 3% - 已经开发出一种替代光合作用方式，即使在炎热天气下也能保持效率。根据退休的哈佛生物学教授约翰·W·金博尔的说法，尽管 C4 物种数量很少，但它们在陆地上进行了四分之一的光合作用。

甘蔗

大多数植物的光合效率——它们将光能转化为化学能的速率，它们可以用来为生长和生命过程提供动力——在 1% 到 4% 之间，其中较高的值属于栽培作物。甘蔗是一种 C4 植物，其光合效率约为 7%，是地球上有记录的最高自然光合效率水平之一。 C4 光合作用通过隔离植物不同部分的过程消除了光合作用的一些能量浪费，这是甘蔗效率的原因。甘蔗是热带地区发现的众多 C4 植物之一。

玉米

虽然大多数 C4 植物生长在热带，那里恒温给了它们适应性优势，但西方世界最熟悉的作物也使用 C4 光合作用。事实上，C4 光合作用部分解释了玉米作为作物的成功。根据安大略省谷物农民的说法，玉米产量是大多数其他谷物作物的两倍，而且玉米植物每年的新生长量也是温带森林平均产量的两倍。由于其他作物在仲夏的长日照和高温下步履蹒跚，降低了它们为自身合成能量的能力，C4 光合作用使玉米能够继续高效地生产能量，从而使植物即使在最具挑战性的条件下也能生长和茁壮成长。

仙人掌

大多数 C4 植物通过在植物的不同部分隔离光合作用过程来发挥作用，在这些部分高温不会导致效率低下。然而，仙人掌属于一组称为 CAM 植物的 C4 植物，它们使用一种 C4 光合作用形式，在一天的不同时间进行光合作用，以最大限度地提高效率并最大限度地减少水分流失。到了晚上，仙人掌会打开叶子上的毛孔，让二氧化碳——光合作用的必要成分——进入。如果在白天打开，这些毛孔也会造成大量水分流失，因为水会从毛孔中蒸发。在晚上，水分损失很小。仙人掌经历 C4 光合作用途径并将产物储存在它们的细胞中。随着太阳升起和温度升高，仙人掌关闭叶子上的毛孔，并利用储存的 C4 产品完成光合作用过程。