生长在高温干旱地区的景天科、仙人掌科、菠萝等一些肉质植物有一种特殊的同化CO2的方式,夜间固定CO2产生有机酸,白天有机酸脱羧释放CO2,用于碳代谢途径。该途径最早在景天科植物中发现的,因此得名景天酸代谢途径(CAM途径)。 夜间,CAM植物气孔打开,吸收CO2,吸收的CO2通过羧化反应形成苹果酸,并储存在大液泡中。所以,CAM植物通常都含有大液泡。白天,为了减少水分蒸腾,CAM植物气孔关闭。储存在大液泡中的苹果酸通过脱羧反应重新释放CO2,被释放的CO2进入卡尔文循环。 CAM植物与C4植物固定CO2的途径基本相同,差别在于C4植物是在同一时间不同空间完成CO2固定,CAM植物则是在不同时间同一空间完成。即C4植物两次羧化反应是空间上的间隔,CAM植物的两次羧化反应是时间上的间隔。 很明显,CAM途径是植物经过长期进化发展出的一套独特的适应干旱环境的生存策略。通过夜间吸收二氧化碳和白天释放二氧化碳的方式,CAM植物能够在水分匮乏的环境中生存和生长。CAM植物主要分布在热带和亚热带的干旱及半干旱地区,代表植物包括仙人掌、龙舌兰、芦荟、长药景天、落地生根、剑麻、凤梨等。 光合碳同化途径的多样性是植物对生态环境多样性的适应。高等植物三条碳同化途径中,只有C3途径能够合成淀粉等光合产物,是最基本的途径,C4途径和CAM途径是进化过程中适应环境所诞生的途径,只能起固定、运转、浓缩CO2的作用,都是C3途径的辅助形式,所以C3植物才是自然界的主流。
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