CAM植物

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CA心帮首显剂文M植物是具景天酸代谢途径的植物,多为多浆液植物。在夜间通过开放的孔吸收CO2,然来自后借助PEP羧化酶与磷酸烯醇式丙酮酸结合,形成草酰乙酸,然后在苹果酸脱氢酶(NADPH)作用下还原成苹果360百科酸,进入液泡并累计变酸(从pH5-3);第二天光照后苹纪好果酸从液泡中转变到兵女减地故广牛运回细胞质和叶绿体良确临杂和建洲持歌中脱羧,释放CO2被RuBP吸收形成碳手丰场影菜州急承致水化合物·仙人球,芦荟,龙舌兰以及景天都是其之让帝也深测已动CAM植物。类似的还有很多,都很适合种植。

  • 中文名 CAM植物
  • 界 植物界

原理

  夜间,大气中CO2自气孔进入细胞质中,被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶催化,与PEP结合形成草酰乙酸,再经苹果酸脱氢酶作用还原为苹果酸,贮于液泡中,其浓度每升可达100毫摩尔;苹果酸从细胞质通过液前微模泡膜进入液泡是主动过程,而从液泡回到细胞质中则是被动过程。

  在日间,苹果酸从液泡中释放出来后,经脱羧作用形成CO2和C3化合物(见四碳植物)。有两种脱羧酶可催化这个反应。有些植物中NADP(辅酶Ⅱ)-或NAD(辅酶Ⅰ)-苹果酸酶催化氧化脱羧,形成CO2和丙酮酸,另一些植物中PEP羧激酶催化形成草酰乙酸,并脱羧产生CO2及PEP。C来自O2产生后,通过光合碳循环重新被固定,最终形成淀粉等糖类。在弱光下,尤其是气温高时,有一部分CO2会被释放到大气中去。至1977年止,已在18个科中的109个属,300种以上的植物中发现有CAM。最大,最重要的科有仙人掌科、景天科、大戟科、番杏科、百合科等。这些科在分类学上虽无明显的关联,但有两个共同的特征:①所有的科都起源于热带或亚360百科热带,其中许多种生长于干旱地区。②大部分植物的茎或叶是肉质的。这些特征是在高温、干旱环境中生长的植候数讲助更物经过长期演化而形成的。某些C3植物如龙须海棠属的冰叶日中花在遇到土壤盐分造成的水分胁迫时,会从C3代谢类型转变成CAM类型聚议

  CAM植物的NADP一苹果酸的环境调节

  当前认为CAM植物CAM活性的变化,主要取决于体内PE掌客率在P羧化酶的活性及水平。多年来还血鸡我们发现兼性CAM植物阴天的气体交换呈现全天吸收CO2的现象,并不是遵循Qs-mond提出的CAM植物气体交换表现四个阶段的模式。这种现象向利位课教调作表明,阴天脱羧反应,尤其是脱羧酶受到了抑制,进而影响了CAM活性。我们后来也证实CA点味战双规M活性的季节变化;昼/夜调节以及旱胁迫下光合型山C3向CAM的转比不仅有PEP梭化酶的变化,争条屋女岁而且也伴随着脱羧酶的同步变化,脱羧酶通过影响脱梭反心联顶县承队陆里将陆司应起到对CAM活性的调节作用。因而,研究脱羧酶以及脱羧酶的调节特性对进一步研究C声级等约冷记实素声AM活性的表达是十分有意传于独本义的。NADP一苹果酸酶是CAM植物一至威种主要脱羧酶。

  苹果酸是夜问羧化反应的产物,又是白天NADP一苹果酸酶脱梭反应的底物,CAM是急负同巴低羧化酶和脱羧酶协同作用的过程,有资料表明,苹果酸是PEP羧化酶的负效应剂,梭化反应形成的苹果酸不进入液胞,对保证PEP羧化酶活性是有利的。当羧化反应强烈进行,苹果酸过度积累,可通过对NADP一苹买责接井果酸酶抑制以及对PEP羧化酶的反馈抑制控制CAM责传医火规洋活性。这是该类植物对CAM活性表达的一种自动调节能力。

作用

  CAM植物的这种避开辐射和蒸腾势很高的白天,而在凉爽的夜晚开放气孔来吸收光合作用所需的CO2的特性,使它的蒸腾比远低于其他类型的植物。CAM植物、C4植物、C3植物的蒸腾比(gH2O/g干物质)依次为25~150,250~350,450~600。但CAM植物单位叶(或其他同化器官)面积的光合速率受所能积累的C4双羧酸量的限制,比其他两类植物低,3类植物分别为3~10,20~40,40~60mgCO2/(dm2h)。CAM植物的低光合速率使它们生长缓慢,但它们能在其他植物难以生存的干旱、炎热的生态条件下生存和生长。

  经济上较重要的CAM植物有菠萝和剑麻。供观赏的种类繁多,包括仙人掌科、景天科中的多种植物。常见的CAM植物如兰花等,适合放在卧室里面。还有一部分CAM植物通常生活在沙漠里,例如仙人掌。 热带水果菠萝等。

CAM植物兰花
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