১। এরা গ্রীষ্ম প্রধান দেশ হতে উৎপত্তি লাভ করেছে।
২। C4 উদ্ভিদ উচ্চ তাপমাত্রায় খাপখাইয়ে নিতে সক্ষম।
৩। ৩০-৪৫ ডিগ্রী সে তাপমাত্রা এদের জীবন ধারণের জন্য সহজ।
৪। এদের পাতায় ক্র্যাঞ্জ অ্যানাটমি থাকে।
৫। এদের পাতার বান্ডলসীথকে ঘিরে মেসোফিল কোষের স্তর থাকে।
৬। এদের মেসোফিল কোষে ক্যালভিন-ব্যাশাম চক্র এবং হ্যাচ-স্ল্যাক চক্র ঘটে।
৭। এদের CO2 বিজারণ হার বেশি।
৮। এসব উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণের হার বেশি।
৯। এদের প্রস্বেদন ও ফটোরেসপিরেশন কম ঘটে।
১০। এদের ক্লোরোপ্লাস্ট দুই ধরনের। গ্রানাযুক্ত এবং গ্রানাবিহীন ক্লোরোপ্লাস্ট।
১১। বায়ুমন্ডলের CO2 এর ঘনত্ব ০.১০-১০ ppm হলে এদের সালোকসংশ্লেষণ সবচেয়ে ভাল হয় ।
১২। উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণের হার অনেক বেশি হওয়ায় এদের ক্ষয়পূরণ বিন্দু বা Compensation point শুন্য (০) হয়।
১৩। এ সব উদ্ভিদে C3 ও C4 চক্র উভয়ই চালু থাকায় CO2 আত্তীকরণকারী এনজাইম হলো RuBisCO এবং PEPcase।
১৪। এই উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন প্রথম স্থায়ী যৌগ হলো অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড (OAA)।
১৫। তীব্র সুর্যালোক, পীড়ন অবস্থায় এবং উচ্চ তাপমাত্রায় এদের সালোকসংশ্লেষণের হার অব্যাহত থাকে।
১৬। এদের অভিযোজন ক্ষমতা অনেক বেশি এবং লবণাক্ত মাটিতে এরা ভালভাবে বৃদ্ধি পায়।
১৭। এরা পানি অপচয় কম করে এবং শুষ্ক অঞ্চলে অভিযোজিত হতে পারে। অর্থাৎ মরুজ বৈশিষ্ট্য লক্ষ্য করা যায়।
১৮। বান্ডলসিথ কোষ এবং মেসোফিল কোষে অনেক প্লাজমোডেজমাটা থাকে।
১৯। C4 উদ্ভিদের মেসোফিল কোষে রাইবুলোজ বিসফসফেট কার্বোক্সিলেজ এনজাইমের কার্যকারীতা নাই।
২০। বান্ডলসীথ ক্লোরোপ্লাস্টে প্রচুর স্টার্চ দানা থাকে, কিন্তু মেসেফিল ক্লোরোপ্লাস্টে স্টার্চ দানা থাকে না।
২১। রুবিস্কো এনজাইম শুধুমাত্র বান্ডলসীথ কোষে থাকে। মেসোফিল কোষে থাকে না।

যে সব উদ্ভিদ সালোকসংশ্লেষণে কার্বন আত্তীকরণের সময় প্রথম স্থায়ী যৌগ হিসেবে চার কার্বন বিশিষ্ট অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড উৎপন্ন করে তাদেরকে C₄ উদ্ভিদ বলে। গুপ্তবীজী উদ্ভিদের ১৯টি গোত্রের ৯০০ প্রজাতিরও অধিক C₄ উদ্ভিদ রয়েছে। Poaceae ও Cyparaceae গোত্রে বেশ কিছু C₄ উদ্ভিদ বিদ্যমান।

১। পাইরুভিক এসিড তৈরীঃ C₄ চক্রে পাইরুভিক এসিড উৎপন্ন হয়। উৎপন্ন পাইরুভিক এসিড উদ্ভিদ দেহে জমা থাকে।

২। উদ্ভিদের খাদ্যঃ C₄ চক্রে খাদ্য উৎপাদন বেশি হয়। এই খাদ্য উদ্ভিদের চাহিদা পূরণ করে। চক্রটি না ঘটলে উদ্ভিদ দেহে খাদ্য অভাব দেখা দেবে।

৩। প্রাণীজগতের খাদ্যঃ C₄ চক্রে উৎপন্ন খাদ্য উদ্ভিদদেহে সঞ্চিত থাকে। প্রাণীরা উদ্ভিদকে খাদ্য হিসেবে গ্রহণ করে এবং নিজেদের খাদ্য চাহিদা পূরণ করে।

৪। সালোকসংশ্লেষণ সচল রাখাঃ C₄ চক্র না ঘটলে সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়া অচল হয়ে যেত। তাই সালোকসংশ্লেষণে C₄ চক্র গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

৫। জৈব এসিড তৈরীঃ এই চক্রে অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড ও ম্যালিক এসিড উৎপন্ন হয়। এসব জৈব এসিড উদ্ভিদের জৈবিক কাজ সম্পন্ন করে।

৬। প্রয়োজনীয় উপাদানঃ C₄ চক্রে অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড, ম্যালিক এসিড, পাইরুভিক এসিড, ফসফো–এনল পাইরুভিক প্রভৃতি তৈরী হয়। এসব উপাদান উদ্ভিদের জন্য অতি প্রয়োজনীয়।

৭। বিপাক ক্রিয়াঃ এ চক্রে উৎপন্ন বিভিন্ন ধরনের এসিড বা বস্তু উদ্ভিদ দেহে বিপাক ক্রিয়া ঘটায়।

৮। ATP তৈরীঃ C₄ চক্রে ATP উৎপন্ন হয়। ATP উদ্ভিদ দেহে শক্তি সরবরাহ করে।

৯। NAD ম্যালিক গতিপথঃ NAD ম্যালিক এনজাইম C₄ গতিপথ চিনা, কাউন, মিল্ল্যাত প্রভৃতি উদ্ভিদে কার্যকরী।

এসব উদ্ভিদ এই চক্রের মাধ্যমে খাদ্য তৈরী করে।

১০। NADP ম্যালিক গতিপথঃ NADP ম্যালিক এনজাইম C₄ গতিপথ ভূট্রা, ইক্ষু, সরগাম, ক্র্যাব ঘাস প্রভৃতি উদ্ভিদে কার্যকরী। এসব উদ্ভিদ এই চক্রের মাধ্যমে খাদ্য তৈরী করে।

১১। ফসফো–এনল পাইরুভেট গতিপথঃ গিনি ঘাসে ফসফো–এনল পাইরুভেট কার্বোক্সিকাইনেজ C₄ গতিপথ কার্যকরী।

১। দৈহিক বৃদ্ধিঃ C₄ চক্রের অধিকাংশ উদ্ভিদের দৈহিক বৃদ্ধি বেশি ঘটে।

২। ফসল উৎপাদনঃ C₄ চক্রের উদ্ভিদের ফসল উৎপাদনের হার বেশি।

৩। শর্করা উৎপাদন ক্ষমতাঃ C₄ চক্রের উদ্ভিদের শর্করা উৎপাদন ক্ষমতা ঈ৩ উদ্ভিদ অপেক্ষায় বেশি।

৪। আলোক শ^সন হারঃ C₄ চক্রে CO₂  গ্রাহক হলো PEP, তাই আলোক শ^সনের সম্ভাবনা কম।

৫। জৈব এসিড উৎপাদনঃ C₄ উদ্ভিদের জৈব এসিড উৎপাদন ক্ষমতা অধিক।

৬। CO₂ এর প্রভাবঃ CO₂ এর প্রতি কার্বক্সিলেজের সুনির্দিষ্টতা বেশি হওয়ায় খুব অল্প CO₂ ঘনত্বেও উদ্ভিদের অঙ্গার আত্তীকরণ ব্যাহত হয় না।

গ্রীষ্ম প্রধান দেশের একবীজপত্রী উদ্ভিদে এবং কিছু দ্বিবীজপত্রী উদ্ভিদে C₄ চক্র ঘটে। গ্রামিনি ও সাইপারেসি গোত্রের এবং ১৬টি দ্বিবীজপত্রী গোত্রে C₄ চক্র দেখা যায়। বর্তমানে আখ (Saccharum officinarum), ভূট্রা (Zea mays), মুথা ঘাস (Cyperus rotundus), গিনিঘাস (Panicum maximum), অ্যামারান্থাস (Amaranthus cruentus), ক্লোরিস (Chloris gayana), কাঁটা মুকুট (Euphorbia milii), Triticum প্রভৃতি উদ্ভিদে C₄ গতিপথ লক্ষ্য করা যায়।

উদ্ভিদে তিন প্রকার C₄ গতিপথ লক্ষ্য করা যায়।

১। NAD ম্যালিক এনজাইম C₄ গতিপথঃ চিনা, কাউন, মিল্ল্যাত প্রভৃতি উদ্ভিদে এ গতিপথ কার্যকরী।

২। NADP ম্যালিক এনজাইম C₄ গতিপথঃ ভূট্রা, ইক্ষু, জোয়ার বা সরগাম, ক্র্যাব ঘাস প্রভৃতি উদ্ভিদে এ গতিপথ কার্যকরী।

৩। ফসফো–এনল পাইরুভেট কার্বোক্সিকাইনেজ C₄ গতিপথঃ গিনি ঘাসে এ গতিপথ কার্যকরী।

 

১। মেসোফিল কোষের বিক্রিয়া

(i) কার্বোক্সিলেজ এনজাইমের কার্যকারীতায় ফসফো-এনল পাইরুভিক এসিড বায়ুমন্ডলের CO₂ এর সাথে বিক্রিয়া করে অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড উৎপন্ন করে।

(ii) ম্যালিক ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের সহায়তায় অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড, ম্যালিক এসিডে (অ্যাস্পার্টিক এসিড) রুপান্তরিত হয়। এ সময় বিক্রিয়ায় NADPH+H⁺ অংশ গ্রহণ করে NADP উৎপন্ন করে।

২। বান্ডলশীথ কোষের বিক্রিয়া

(iii) ডিকার্বোক্সিলেজ এনজাইমের প্রভাবে ম্যালিক এসিড (অ্যাস্পার্টিক এসিড) হতে পাইরুভিক এসিড উৎপন্ন হয়।

(iv) পাইরুভিক এসিড কাইনেজ এনজাইমের কার্যকারীতায় পাইরুভিক এসিড হতে ফসফো-এনল পাইরুভিক এসিড উৎপন্ন হয়। এ সময় বিক্রিয়ায় ATP অংশ গ্রহণ করে ADP উৎপন্ন করে।

এরপর ফসফো-এনল পাইরুভিক এসিড পুনরায় হ্যাচ-স্ল্যাক চক্রে প্রবেশ করে চক্রটিকে সচল রাখে।

(i) C₄ চক্রের CO₂ গ্রাহক হলো ফসফোএনল পাইরুভিক এসিড।

(ii) C₄ চক্রের প্রথম স্থায়ী যৌগ হলো অক্সালো এসিটিক এসিড।

(iii) এ চক্রটি কম ঘনত্বের CO₂ (০.১–১.০ ppm) এ ঘটে।

(iv) এই চক্রটি উচ্চ তাপমাত্রায় (৩২–৪৫ ডিগ্রী সে) ঘটে।

(v) চক্রটি মেসোফিল ও বান্ডলশিথ ক্লোরোপ্লাস্টে ঘটে।

(vi) ইহা উচ্চ আলোতে ঘটে।

(vii) ইহা প্রধানত গ্রীষ্ম প্রধান দেশের উদ্ভিদে ঘটে।

(viii) C₄ চক্র C₄ উদ্ভিদে ঘটে।

(ix) এই চক্রে CO₂ ফিক্সিং এনজাইম হলো কার্বোক্সিলেজ।

(x) এ চক্রের উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণের হার বেশি।

১৯৬৬ সালে অস্ট্রেলিয়ান বিজ্ঞানী এম. ডি. হ্যাচ (M. D. Hatch) এবং  সি. আর. স্ল্যাযাক (C. R. Slack) সালোকসংশ্লেষণের আলোক নিরপেক্ষ পর্যায়ে কার্বন আত্তীকরণের যে গতিপথ বর্ণনা করেন তাকে হ্যাচ–স্ল্যাক চক্র বলে। তাঁরা প্রমাণ করেন, সালোকসংশ্লেষণে উৎপন্ন প্রথম স্থায়ী যৌগ চার কার্বন বিশিষ্ট অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড (OAA)। তাই একে  C₄ চক্র বলা হয়। এই চক্রটি ডাইকার্বোক্সিলিক চক্র নামেও পরিচিত। ১৯৭০ সালে এটি হ্যাচ–স্ল্যাক চক্র নামে স্বীকৃতি পায়। ১৯৬৫ সালে হুগো কর্টসচক (Hugo Kortschak), হার্ট (Harrt) এবং জর্জ বার (George Burr) প্রথম লক্ষ্য করেন যে, আখ গাছের পাতায় CO₂ বিজারণের সময় প্রথম স্থায়ী পদার্থ হিসেবে অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড উৎপন্ন হয়। C₄ গতিপথের ধারাবাহিক বিক্রিয়াগুলো বিজ্ঞানী Hatch, Slack ও  Kortschak আবিষ্কার করেন বলে এই চক্রকে HSK গতিপথও বলা হয়। বর্তমানে ১৬টি গোত্রের বহু উদ্ভিদে এই গতিপথ আবিষ্কৃত হয়েছে।

C4 উদ্ভিদ ব্যতীত অন্য সকল উদ্ভিদ হলো C3 উদ্ভিদ। যেমন- ধান, গম, বার্লি/জোয়ার, আম, জাম, কাঁঠাল, লিচু, কলা, পাট, শৈবাল, ব্রায়োফাইটা, টেরিডোফাইটা, নগ্নবীজী প্রভৃতি।