景天科植物的cam代谢途径

景天科植物的cam代谢途径
景天酸代谢途径（crassulacean acid metabolism pathway，CAM途径）指生长在热带及亚热带干旱及半干旱地区的一些肉质植物（最早发现在景天科植物）所具有的一种光合固定二氧化碳的附加途径。

具有这种途径的植物称为CAM植物。

在其所处的自然条件下，气孔白天关闭，夜晚张开。

它们具有此途径，既维持水分平衡，又能同化二氧化碳。

途径的特点是：在夜间细胞中磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）作为二氧化碳接受体，在PEP 羧化酶催化下，形成草酰乙酸，再还原成苹果酸，并贮于液泡中；白天苹果酸则由液泡转入叶绿体中进行脱羧释放二氧化碳，再通过卡尔文循环转变成糖。

所以这类植物的绿色部分的有机酸特别是苹果酸有昼夜的变化，夜间积累，白天减少。

淀粉则是夜间减少（由于转变为二氧化碳接受体PEP）白天积累（由于进行光合作用的结果）。

已发现许多科植物如龙舌兰科、仙人掌科、大戟科、百合科、葫芦科、萝藦科，以及凤梨科具有此途径。

一般说CAM植物是多汁的，但也有不是多汁的。

多汁植物也并不都是CAM 植物。

这类植物是通过改变其代谢类型以适应环境，由于该途径的特点造成光合速率很低（3～10毫克CO2·分米-2·小时-1），故生长慢，但能在其它植物难以生存的生态条件下生存和生长。

故对于兰花类的，要保持黑暗条件下至少8小时以上，保证暗反应的进行。

其实有点类似于光和作用的光反应和暗反应在时间上分开进行了。

属于C4光合作用类型，晚上吸收二氧化碳，转化为苹果酸，所以晚上叶片基质为酸性，白天用于光合作用的进行，一般在兰花科中附生兰常有此代谢途径，如卡特兰属，蕾丽兰属，石斛兰属，蝶兰属。

景天科植物的光合作用
景天科植物的光合作用是一种特殊的方式，称为CAM（景天酸代谢）途径。

这种光合作用的特点是在夜间打开气孔，吸收二氧化碳，并将其储存在液泡中。

在白天，气孔几乎完全关闭，在酶的催化作用下将储存的二氧化碳分解，生成二氧化碳，进入叶绿体中，被固定为糖类。

景天科植物光合作用的主要阶段包括光反应和暗反应。

在光反应阶段，植物吸收光能，利用叶绿素将光能转化为化学能，并产生氧气。

在暗反应阶段，植物利用光反应中产生的能量，将二氧化碳转化为葡萄糖，这是植物生长所需的能量和物质基础。

此外，景天科植物的光合作用还具有调节大气碳氧平衡的重要意义。

通过吸收二氧化碳并释放氧气，植物有助于减少温室气体排放，缓解全球气候变暖问题。

同时，植物通过光合作用合成有机物，为生态系统中的其他生物提供了食物和能量来源。

综上所述，景天科植物的光合作用不仅对实现自然界的能量转换具有重要意义，还对维持生态平衡和环境健康起着重要作用。

CAM（Crassulacean Acid Metabolism）植物是一类植物代谢系统独特的植物，其特点是在夜间固定二氧化碳，白天进行光合作用。

CAM植物主要分布在干旱地区和热带地区，如仙人掌、龟背竹、兰花等都属于CAM植物。

CAM植物的特点主要体现在以下几个方面：1. 胞内CO2固定：CAM植物约占已知植物的3～6，这类植物固定大约20的全球二氧化碳。

2. 夜间固定二氧化碳：CAM植物在夜间开启气孔，吸收空气中的二氧化碳，通过PEP酵素将二氧化碳与3-磷酸甘油反应，形成草酸，最终在叶腔中被储存。

3. 白天进行光合作用：CAM植物在白天关闭气孔，利用在夜间固定的二氧化碳进行光合作用，将二氧化碳还原为葡萄糖，提供植物所需的能量。

CAM植物固定二氧化碳的最初产物主要是草酸，草酸是CAM植物在夜间进行CO2固定的中间产物，也是CAM植物最初产生的有机物。

草酸是一种重要的有机酸，具有酸性，常见于天然植物和食品中，对于CAM植物来说，草酸在夜间固定CO2的过程中起到了至关重要的作用。

CAM植物在黑暗中通过PEP酵素作用将CO2与3-磷酸甘油醛，形成草酸，进而通过草酸的转化过程最终将CO2固定为有机物。

在CAM植物的光合作用过程中，草酸会进一步转化为糖类、淀粉及其他有机物，并且在白天光合作用进行过程中，草酸分解产生二氧化碳，提供给植物进行光合作用。

CAM植物固定二氧化碳的过程及最初产物草酸的作用，对于植物的生长发育和适应干旱环境具有重要意义。

通过固定二氧化碳的过程，CAM植物能够在夜间减少水分蒸腾，增加水分利用效率，提高耐干旱的能力。

CAM植物固定二氧化碳的过程中，草酸作为最初产物在CO2固定过程中起到了关键作用。

CAM植物的独特代谢系统为它们在干旱环境中生存和发展提供了重要的适应性，对于人们了解植物的适应机制、保护生态环境具有重要意义。

CAM（Crassulacean Acid Metabolism）植物是一类在水分匮乏和高温条件下生长的特殊植物。

高考知识能力提升专题2 光合作用景天酸代谢（CAM）途径1.光合作用CAM途径基本定义景天属植物是一大类肉质植物，景天酸代谢(crassulacean acid metabolism，CAM)首先就是在这类植物中发现。

景天属植物夜间将吸收的CO2固定在苹果酸（C4）中，白天苹果酸分解释放CO2参与光合作用。

2.光合作用CAM途径过程图解3.光合作用CAM途径过程解读（1）羧化夜晚气孔开放，吸进CO2，在PEP羧激酶作用下，与PEP结合，形成草酰乙酸（OAA）；（2）还原草酰乙酸（OAA）被还原氢（NADH）还原后转变为苹果酸（C4），积累于液泡中；（3）脱羧白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到胞质溶胶，在NADP-苹果酸酶作用下，氧化脱羧生成丙酮酸，放出CO2。

CO2参与卡尔文循环，形成淀粉等。

丙酮酸转化生成淀粉等；（4）再生夜晚淀粉分解产生的丙糖磷酸通过糖酵解过程，形成PEP，再进一步循环。

4. C3、C4、CAM途径比较【典例2】（2021·辽宁抚顺·高三）以景天科植物为代表的多种植物，其体内具有特殊的CO2固定方式，即CAM途径又称为景天酸代谢途径。

其过程为：夜晚气孔开放，在PEP羧化酶等酶催化作用下，通过一系列反应将CO2固定于苹果酸内，储存在液泡中；白天气孔关闭，苹果酸从液泡中运出并释放CO2，为叶绿体提供光合作用的原料。

具体过程如下图所示，请据图回答下列问题：（1）此类植物夜晚吸收CO2，但并不能合成有机物，原因是________________。

（2）白天进行光合作用所需CO2的来源是_____________，CO2在卡尔文循环中首先被固定为______。

（3）白天叶肉细胞产生ATP的部位是____________。

（4）具有景天酸代谢过程的植物通过改变其代谢途径以适应特殊环境，这种特殊环境最可能是__________。

此途径可以使植物在白天__________________，从而保证其生命活动能够正常进行。

§4补充3-CAM途径、光反应与暗反应知识点1、高等植物的碳同化途径有三条,即C3途径、C4途径和CAM（景天酸代谢）途径.①C3途径.如水稻，黄瓜等(课本）②C4途径.如玉米，高粱等。

(C4植物）③.CAM途径其特点是气孔夜间张开，白天关闭。

夜间CO2能够进入叶中，也被固定在C4化合物中，与C4植物一样。

白天有光时C4化合物释放出的CO2，参与卡尔文循环。

由于CAM植物夜间吸进CO2，以苹果酸形式储存在液泡中，夜间细胞液pH下降。

2、光反应阶段与暗反应阶段既有区别又有联系，是缺一不可的整体。

联系：光反应为暗反应提供；暗反应为光反应提供。

区别：光反应需要光，暗反应有关无光都可以进行；光反应速度较快，而暗反应速度较慢。

光反应和暗反应都需要多种酶，但暗反应需要的酶更多。

等等巩固练习1．景天科植物A有一个很特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收的CO2先形成苹果酸储存在液泡中（图中甲），当白天气孔关闭时，液泡中的苹果酸经脱羧作用，释放出CO2用于光合作用（图中乙），十字花科植物B的CO2 同化过程如图中丙。

下列关于植物A和B的代谢过程的叙述，不合理．．．的是（）A．白天，影响植物A光合作用强度的外界因素有光照强度、温度、CO2浓度等。

B．植物A光合作用所需的CO2全部来源于苹果酸的脱羧释放和呼吸作用产生。

C．若突然降低环境中CO2浓度，短时间内，植物A细胞内的C3含量基本不变。

D．若突然降低环境中CO2浓度，短时间内，植物B细胞内的C3含量降低。

2．仙人掌等多肉植物生长于热带干旱地区，这些植物经长期适应和进化，发展出特殊的固定二氧化碳的方式——景天酸代谢途径（如图）。

下列相关说法不正确的是（）A．晚上气孔开放，CO2被PEP固定为OAA再被还原成苹果酸贮存到液泡中B．白天这些多肉植物通过光反应可生成[H]和ATPC．白天气孔关闭，暗反应固定的CO2均来自细胞质基质中的苹果酸直接脱羧D．采用景天酸代谢途径可防止仙人掌等多肉植物在白天大量散失水分3．落地生根（一种植物）叶片上的气孔白天关闭、夜晚开放。

景天酸代谢(CAM)植物概述【摘要】景天酸代谢(CAM)植物是一类特殊的植物，具有独特的光合作用方式。

本文通过介绍景天酸代谢(CAM)植物的定义、特点、适应环境、生长过程和应用价值，探讨了这类植物在生态系统中的重要性。

景天酸代谢(CAM)植物能够适应干旱、高温等恶劣环境，对生态环境的稳定起到了积极作用。

这类植物在医药、食品、工业等领域都有着广泛的应用价值。

展望未来，景天酸代谢(CAM)植物在环境保护、新药研发等方面有着巨大的潜力，我们有理由相信这类植物将会在未来得到更广泛的应用和研究。

【关键词】景天酸代谢植物, CAM植物, 特点, 适应环境, 生长过程, 应用价值, 未来发展, 展望1. 引言1.1 景天酸代谢(CAM)植物概述景天酸代谢(CAM)植物是一类特殊的植物类型，其在光合作用中表现出不同寻常的生理特征。

相比于常见的C3和C4植物，CAM植物有着独特的CO2固定机制，使得它们能够在干旱、高温等恶劣环境下存活，并具有较高的适应性。

CAM植物以景天酸作为碳源，通过在夜晚开启气孔、吸收二氧化碳，并在白天关闭气孔、进行光合作用的方式来适应环境。

这种特殊的光合途径使得CAM植物在节水、抗逆性等方面具有独特的优势，因此在干旱地区、沙漠等极端环境中生长的CAM植物屡现不鲜。

对于CAM植物的生长过程、应用价值等方面的研究也取得了不俗的成绩，为相关领域的发展贡献了重要的数据和理论支持。

在未来，随着对CAM植物更深入的研究和应用，相信CAM 植物将在资源节约、环境改善等方面发挥更加重要的作用。

对CAM植物的未来发展值得我们期待，同时也需要我们持续关注和支持相关领域的研究。

2. 正文2.1 什么是景天酸代谢(CAM)植物景天酸代谢(CAM)植物是一类特殊的光合作用方式。

它们通过在不同时间进行不同光合反应来适应干旱环境。

这种植物在夜晚打开气孔，接收二氧化碳并将其转化为有机酸，储存在液泡中。

白天，它们关闭气孔，同时将储存的有机酸分解成二氧化碳，并进行光合作用。

景天酸代谢(CAM)植物概述1. 引言1.1 背景介绍景天酸代谢(CAM)植物是一类特殊的光合生物，能够在干旱、高温等恶劣环境下生长，并且具有较高的光合效率。

CAM植物通过调节气孔的开闭时间，将光合作用的不同阶段分隔在白天和夜晚进行，从而最大限度地减少水分蒸发和气体交换损失。

这种独特的生长特点使得CAM植物在干旱地区具有较强的适应性，被广泛应用于抗旱栽培和生态修复领域。

随着人类对自然资源的高度消耗和环境污染的日益严重，CAM植物的研究和应用越来越受到重视。

通过深入了解CAM植物的光合作用过程和生长环境，可以为生态系统的保护和恢复提供重要参考，同时也可以为干旱地区的农作物种植和生态环境治理提供有效的技术支持。

对CAM植物进行深入研究和利用具有重要的意义，不仅可以促进生态系统的健康发展，还可以为人类社会的可持续发展作出积极贡献。

在未来的研究和实践中，将继续探索CAM植物在环境保护和资源利用方面的潜力，为构建更加和谐的人与自然关系贡献力量。

2. 正文2.1 CAM植物的特点CAM植物（Crassulacean Acid Metabolism）是一类特殊的光合作用方式，其主要特点是在夜间进行CO2的固定，白天进行光合作用。

这种特殊的光合作用方式使得CAM植物能够在干旱、高温等恶劣环境下生长，并具有较强的抗逆性。

1. 夜间CO2固定：CAM植物在夜间打开气孔，吸收空气中的CO2，并将其转化为有机物质，通过乙酸等中间产物储存能量。

白天关闭气孔，减少水分蒸腾，降低水分蒸发损失。

2. 耐干旱性强：CAM植物能够在干旱环境下生长，通过夜间CO2固定存储能量，白天进行光合作用，减少水分蒸腾。

3. 适应低温和高温：CAM植物通常生长在高温地区，但也能适应低温环境，具有较强的环境适应性。

4. 对CO2浓度敏感：CAM植物对CO2浓度的变化较为敏感，能够根据环境中CO2浓度的变化调节光合作用过程。

CAM植物具有独特的光合作用方式和较强的适应性，使其在干旱、高温等恶劣环境下生长繁殖，对生态系统的平衡和环境的改善具有重要意义。