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1、C4植物 自20世纪50年代卡尔文等人阐明C3途径以来，曾认为光合碳代谢途径已经搞清楚了，不管是藻类还是高等植物，其CO2固定与还原都是按C3途径进行的。即使在1954年，哈奇(M.D.Hatch)等人用甘蔗叶实验，发现甘蔗叶片中有与C3途径不同的光合最初产物，亦未受到应有的重视。直到1965年，美国夏威夷甘蔗栽培研究所的科思谢克(H.P.Kortschak)等人报道，甘蔗叶中14C标记物首先出现于C4二羧酸，以后才出现在PGA和其他C3途径中间产物上，以及玉米、甘蔗有很高的光合速率时，才引起人们广泛的注意。澳大利亚的哈奇和斯莱克(C.R.Slack)(1966～1970)重复上述实验，进一步地追踪14C去向，探明了14C固定产物的分配以及参与反应的各种酶类，于70年代初提出了C4-双羧酸途径(C4-dicarboxylic acid pathway)，简称C4途径，也称C4光合碳同化循环(C4 photosynthetic carbon assimilation cycle，PCA循环)，或叫Hatch-Slack途径。至今已知道，被子植物中有20多个科约近2000种植物按C4途径固定CO2，这些植物被称为C4植物(C4 plant)。

2、C4作物生长在温度较高地区，主要分布在热带、亚热带。C4作物有高梁、玉米、甘蔗等，这两种作物类型的生理生态过程及光合作用速率差异明显。C4途径中固定CO2的酶（PEP羧化酶）有很强的亲和能力，可以将大气中的低浓度CO2固定下来，因此 C4途径固定CO2的能力要比C3途径强，起到CO2泵的作用，提高了C4植物利用CO2的能力。干旱条件下，叶片气孔关闭，C4植物能利用叶肉细胞间隙的低浓度CO2光合。

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