CAM在植物界的分布与特征香港马会金光佛论坛


更新时间: 2019-09-27

  景天科等植物有一个很特殊的CO2同化方式:夜间固定CO2产生有机酸,白天有机酸脱羧释放CO2,用于光合作用,这样的与有机酸合成日变化有关的光合碳代谢途径称为CAM途径。CAM最早是在景天科植物中发现的,目前已知在近30个科,1万多个种的植物中有CAM途径,主要分布在景天科、仙人掌科、兰科、凤梨科、大戟科、番杏科、百合科、石蒜科等植物中。其中凤梨科植物达1千种以上,兰科植物达数千种,此外还有一些裸子植物和蕨类植物。CAM植物起源于热带,往往分布于干旱的环境中,多为肉质植物(succulentplant),具有庞大的贮水组织,肉质植物不一定都是常见的CAM植物有菠萝、剑麻、兰花、百合、仙人掌等。

  CAM途径主要反应是两类羧化反应。即在黑暗中进行PEPC的羧化反应和在光下进行Rubisco的羧化反应,与此相伴随的是由PEP羧化生成草酰乙酸并进一步还原为苹果酸的酸化作用(acidification)和由苹果酸释放CO2的脱羧作(decarboxylation)。

  CAM植物与C4植物固定与还原CO2的途径基本相同,二者的差别在于:C4植物是在同一时间(白天)和不同的空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)完成CO2固定(C4途径)和还原(C3途径)两个过程;而CAM植物则是在不同时间(黑夜和白天)和同一空间(叶肉细胞)完成上述两个过程的。

  CAM植物由于白天气孔关闭、苹果酸脱羧、细胞间的CO2/O2比例高、以及CO2再固定率高,因而表观光呼吸速率较低。

  例如:甘蔗是甜的,但在成熟之前是不甜的,到收割前才逐渐变甜。那是因为光合产物是淀粉,先储藏在细胞内,后在淀粉酶作用下,淀粉才转化为糖,所以甘蔗才变甜。

  又如:柿子、桔子、苹果等水果。当果实刚形成时,其味道是较淡的,但淀粉较多。随着果实长大,会有点涩,那是含单宁的原故。往后,果实会变酸,那就是苹果酸{指苹果)、柠檬酸(桔子等)的味道。再往后,果实会变甜,那就是酸转化为糖了。每一个转化过程,都需要相应的酶,香港马会金光佛论坛,否则不行。


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