Der Hauptunterschied zwischen C3- und C4-Pflanzen besteht darin, dass die C3-Pflanzen eine Drei-Kohlenstoff-Verbindung als erstes stabiles Produkt der Dunkelreaktion bilden, während die C4-Pflanzen eine Vier-Kohlenstoff-Verbindung als erstes stabiles Produkt der Dunkelreaktion bilden.
Die Photosynthese ist ein lichtgetriebener Prozess, der Kohlendioxid und Wasser in Pflanzen, Algen und Cyanobakterien in energiereiche Zucker umwandelt. Während der Lichtreaktion der Photosynthese tritt eine Photolyse von Wassermolekülen auf. Durch die Photolyse von Wasser wird Sauerstoff als Nebenprodukt freigesetzt. Nach der hellen Reaktion beginnt die dunkle Reaktion und synthetisiert Kohlenhydrate durch Fixieren von Kohlendioxid. Durch die Lichtreaktion erzeugter Sauerstoff kann jedoch an das Hauptenzym der Dunkelreaktion, RuBP-Oxygenase-Carboxylase (Rubisco), binden und eine Photorespiration durchführen. Photorespiration ist ein Prozess, der Energie verschwendet und die Kohlenhydratsynthese verringert. Um eine Photorespiration zu verhindern, gibt es drei verschiedene Möglichkeiten, wie eine Dunkelreaktion in Pflanzen auftritt, um das Zusammentreffen von Sauerstoff mit Rubisco zu verhindern. Daher,Abhängig von der Art und Weise, wie die Dunkelreaktion stattfindet, gibt es drei Arten von Pflanzen. nämlich C3-Pflanzen, C4-Pflanzen und CAM-Pflanzen.
