1. Introduction
Il existe différents modes de fixation du CO2 chez les plantes, au cours de la photosynthèse. Ces mécanismes diffèrent par l'efficacité de cette étape de carboxylation.
Le type de photosynthèse d'une plante est déterminé par le nombre d'atomes de carbone de la 1ère molécule organique formée lors de la fixation du CO2.

2. Le mécanisme des plantes en C3
La première étape du cycle de Calvin - Benson - Bassham (cycle RPP) est la carboxylation du ribulose 1,5 bisphosphate pour former un composé à 3 atomes de carbone, le 3-phosphoglycérate.
Cette réaction est catalysée par la ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase - oxygénase ou RuBisCO.
La plupart des plantes fonctionnent selon ce mécanisme.
Comme son nom l'indique, la RuBisCO catalyse en fait 2 réactions : la carboxylation : RuBP + CO2 ---> intermédiaire en C6 ---> 2 x 3-phosphoglycérate l'oxygénation ou photorespiration : RuBP + O2 ---> intermédiaire en C5 ---> 3-phosphoglycérate + 2-phosphoglycolate + H2O
La photorespiration peut être préjudiciable à la plante du fait d'une diminution du taux net de photosynthèse.

3. Le mécanisme des plantes en C4
Chez certaines plantes (maïs, canne à sucre, sorgho, ...) il existe une autre voie d'assimilation du carbone qui se superpose au cycle RPP.
Dans cette voie, le CO2 forme un acide à 4 carbones (et non à 3 carbones) et 2 types de cellules sont impliqués.
Les plantes qui possèdent cette voie n'ont pratiquement pas d'activité photorespiratoire.
Cette voie consiste en : une phase de carboxylation dans les cellules du mésophylle (assise cellulaire entre les nervures, siège du cycle RPP des plantes en C3). Ces cellules sont dépourvues de RuBisCO. une phase de décarboxylation dans les cellules de la gaine périvasculaire (dépourvues de capacité photosynthétique). Ces cellules contiennent la RuBisCO.
Les plantes qui ont ce mécanisme possèdent une autre enzyme capable de fixer le CO2 : la phosphoénolpyruvate carboxylase ou PEPcase, uniquement