景天酸代謝途徑

景天酸代謝途徑

景天酸代謝途徑又稱CAM途徑,指生長在熱帶及亞熱帶乾旱及半乾旱地區的一些肉質植物(最早發現在景天科植物)所具有的一種光合固定二氧化碳的附加途徑,其葉片氣孔白天關閉,夜間開放。具有這種途徑的植物稱為CAM植物。

代謝途徑


景天酸代謝途徑
景天酸代謝途徑
在其所處的自然條件下,氣孔白天關閉,夜晚張開。它們具有此途徑,既維 持水分平衡,又能同化二氧化碳。途徑的特點是:在夜間細胞中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)作為二氧化碳接受體,在PEP羧化酶催化下,形成草醯乙酸,再還原成蘋果酸,並貯於液泡中;白天蘋果酸則由液泡轉入葉綠體中進行脫羧釋放二氧化碳,再通過卡爾文循環轉變成糖。所以這類植物的綠色部分的有機酸特別是蘋果酸有晝夜的變化,夜間積累,白天減少。澱粉則是夜間減少(由於轉變為二氧化碳接受體PEP)白天積累(由於進行光合作用的結果)。已發現許多科植物如龍舌蘭科、仙人掌科、大戟科百合科葫蘆科蘿藦科,以及鳳梨科具有此途徑。一般說CAM植物是多汁的,但也有不是多汁的。多汁植物也並不都是CAM植物。這類植物是通過改變其代謝類型以適應環境,由於該途徑的特點造成光合速率很低(3~10毫克CO2·分米-2·小時-1),故生長慢,但能在其它植物難以生存的生態條件下生存和生長。

途徑區別


C3途徑是光合途徑同化的基本途徑,C4和CAM植物形成碳水化合物除了分別需要C4途徑和CAM途徑外,最終還需要C3途徑。在碳同化特性上,CAM與C4植物相似,都有PEP羧化酶,需要兩次羧化反應固定CO2。只是固定CO2與生成光合作用產物在時間空間有差異,C4植物在葉肉細胞內固定CO2,在維管束鞘細胞中同化CO2。CAM植物則在晚上固定CO2,在白天同化CO2。