【討論】CAM植物的問題


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回樓上的大大

不論是什麼C3 C4 CAM植物

卡爾文循環都是要ATP的吧

(樓主的問題本人查了一下沒查到什麼資料

但似乎CAM植物可以將自己呼吸作用的CO2用來進行碳反應(即暗反應),所本人想CAM植物大概可以直接使用自己產生的氧氣吧)

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CAM植物的氧氣是白天製造晚上排放

那它是怎麼儲存氧氣的阿?

溶在液泡裡面嗎?

CAM植物應該也是白天釋放氧氣吧?!

CAM植物在夜間吸收二氧化碳併入各種有機酸內(至於是什麼有機酸我就不暸了)並將他們儲存在液泡內,白天時再將夜間製備的有機酸中的二氧化碳釋出,供應給光反應,接著產生ATP及NADPH以及氧氣!!

我覺得是這樣,有錯請指正!!!

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恩,我想,高濃度的氧其實有一部分應該是可以強制溶入液胞裡面

不過大部分的氧應該還是會散出,畢竟我是不太認為CAM植物會傻傻的把"所有的"氣孔"全部"完全關閉起來(根據我做過的科展題目中,CAM植物可能並沒有完全把氣孔閉合(根據我們觀察的心得:看到眼睛脫窗都不太能分辨氣孔到底關還沒關 = =),至於是不是因為在台灣而不缺水的關係我就不清楚了)

這部分資料很難查~到底對不會或許做實驗比較快 XD

至於CAM植物會不會直接利用?我只能說,製造出來氧氣的量應該是遠大於它本身需要(所以我認為氣孔沒全關,因為高濃度的氧氣其實是一種毒),所以就算是用也用不完(不然我們呼吸的氧氣哪來?植物自己就用完了...)

至於固碳是否要消耗ATP,我記得是要,不過在哪個環節要...我明天去看看書好了

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"c4光合作用減少光呼吸作用提高糖的產量" 轉至campbell

推想大部分的植物在炎熱乾燥的情況皆有光呼吸作用(演化包袱),(當然c3植物一定最多)

光呼吸的條件是氣孔關閉導致co2下降o2上升,如果(乾燥炎熱)葉片內氧氣過多可以適當的排出

co2應該也可以依一定的量進入,但事實是co2無法進入,那o2能適當排出的想法,能需更多的證據與條件才能成立

以上因為沒有實驗證明,只是合理的推論

大推樓上

回三樓 卡爾文循環並不會在晚上進行 其中的rubisco酵素(也就是合成rubp 產生五碳糖產物的酵素)

以證明其酵素的活化需要光,暗反應不需要光的迷思是錯的 (某年聯考)

我想問的是c4 cam 晚上合成有機酸時能量是否消耗 ,如果是那麼在某些環境下cam c4 植物不一定有優勢

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恩~找到資料了

CAM或C3植物在固碳後

再把丙酮酸釋出到葉肉時需要耗能,轉換成PEP也要耗能

(不過我一直覺得蘋果酸進入作用部位時應該也要耗能)

另外在看過 BIOLOGY(Campbell)

發現圖片上,氣孔關閉時只是氣孔相對較小

所以我認為氣孔關閉並沒有"完全閉合"

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還有一件事

康寶所說:CAM植物較有效率其實不完全正確

我有查過資料("植物學"裡面會有)CAM"完全"固定一分子CO2的ATP NADPH消耗量其實是C3的1~3倍(我忘了反正很多..)

它只有固碳有效率整體而言他是產能最低的

雖然避免了光呼吸不過它大概是花太多ATP在後續處理上了

最後變成產能低下....

有長期種植CAM植物就有很深的體會仙人掌長的暴慢的(因為產能低??)

作實驗好像還不錯耶...氧氣要怎麼測阿?

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我是這麼認為:看觀點

我老師也認為是CAM好,但我覺得只是適應的方法,要死還是要浪費?

至於效率上,我老師是說

CAM植物在 暗反應 的效率上會比C3植物好(我認為只是二氧化碳濃度差異的關係)

至於多耗能的部份,這無法避免,而且一定比較多(比人家多幾個步驟嘛)

在固碳上或許他的效率差,但是卡氏循環上他的效率好

你說到底好還不好?我想...他能過生活就好(都已經演化這麼久了...真的太不好用早就淘汰了)

不過我家的仙人掌長的還不錯,跟我差不多老,身高是我的兩倍多 XD(能這樣算嗎?)

氧氣怎麼測喔~比較定性的方法就是:

先用燃燒耗掉容器內的所有氧氣,等一段時間之後再用燃燒看看能多持久(比較定性啦~大概可以確定佔空氣的多少比例)

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在讀完課這本部分時,直覺cam c4比較占優勢

但是co2卻固了兩次(一次是晚上的有機酸,一次是暗反應的卡式循環)

所以我也是在想這幾種方式(包括c3),沒有所謂的優劣,是在不同環境演化出的最適化的表現,也許光呼吸產生有其他的意義,不僅僅只是在浪費

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我記得CAM植物儲存景天酸是為了減少水分的散失,不是為了減少光呼吸吧!(水韮例外)

雖然有高濃度的氧和也許很嚴重的光呼吸,總比失水掛掉好

減少光呼吸的是C4植物,但是他在低光度下的能量利用效率也比C3植物差(生物課本上有的一張曲線圖,只是我的生物老師始終不同意我的說法?)

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其實...缺水和光呼吸是一體兩面的

C4和CAM都是

首先,因為缺水,所以植物不能讓水分無限制蒸散,所以把氣孔關閉

但是一旦把氣孔關閉,二氧化碳的供應量就會減少,而氧氣的量相對的快速上升(因為原本的光合作用)

然後這樣就會造成光呼吸

所以說不能把C4和CAM分開,只是他們選擇的解題方法不同

另外,C4和CAM在正常環境下的競爭力的確會不如C3植物(這是演化上的通病)

不過能量應用效率上...不能說比較差

只是說他必須多做一些事情

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CAM在消耗水分方面有壓倒性優勢

犧牲的是葡萄糖生產效率

適合溫度耐受範圍最廣

C4

水分消耗度其次

環境合宜時葡萄糖產能有壓倒性優勢

耐溫度最高

適合溫度範圍最窄

要在高溫高光才有優勢

回想一下:長在林蔭下的通常都是雙子葉(C3居多)

在田里長最快的雜草通常都是禾本科C4

大戟科的Euphorbia屬

是少數三種代謝法都有的屬

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其實...缺水和光呼吸是一體兩面的

C4和CAM都是

首先,因為缺水,所以植物不能讓水分無限制蒸散,所以把氣孔關閉

但是一旦把氣孔關閉,二氧化碳的供應量就會減少,而氧氣的量相對的快速上升(因為原本的光合作用)

然後這樣就會造成光呼吸

所以說不能把C4和CAM分開,只是他們選擇的解題方法不同

C4用在第一次固碳的PEP固定脢對 CO2結合度較高

那位神麼它不直接淘汰Rubp固定脢改用PEP固定脢?

就不用固定兩次了阿

還是說這又是個演化的化石?

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這可能牽涉到化學的限制性,雖然PEP固定酶對 CO2結合度較高,但是產物蘋果酸

顯然植物並不能直接使用轉換成葡萄糖等,而卡氏循環也沒辦法在無光時進行固碳,

因為要製造出rubp需要光,對於白日無法吸收到co2而言的植物,兩者缺一不可。

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再問一個問題

裸子植物有行CAM的種類嗎?

我查資料說這東西

Welwitschia mirabilis

好像會行CAM耶

補充樓上

百歲蘭(學名:Welwitschia mirabilis)是單種科百歲蘭科百歲蘭屬的唯一品種。

又稱為百歲葉、千歲蘭、奇想天外。

最早發現于1859年9月3日,由奧地利探險家Friedrich Martin Joseph Welwitsch發現于安哥拉的沙漠之中。

主要分佈在安哥拉與奈米布沙漠。

莖短,一生只長兩片葉。雌雄異株。

葉上的氣孔會吸收大氣中的水氣,根極長,可達3米至10米,以吸收地下水。

經過碳14測試推測其平均壽命可達數百年其中一部分甚至可到2000年,故得此名。

是華盛頓公約(瀕危野生動植物種國際貿易公約)附錄II保護的植物。

由於是裸子植物演化成為被子植物的過渡環節(詳細請參見買麻藤綱),具有高度學術價值。 具有強烈的直根性,主根一但受傷,將非常容易死亡,根又極長,人工栽培十分困難。

280px-Welwitschia_mirabilis%282%29.jpg

百歲葉具有兩片極為長壽的葉子,野外植株的葉片通常會碎裂成許多條狀物,讓人無法看出他們原來是兩片葉子。

莖很矮是木質化的,莖的生長點在幼苗時期便死亡,這在植物中是非常罕見的生長習性。

根很長,直根性強烈可以用來吸收地下水,老株會將有機物收集在根的周圍, 可以保護根部不受傷。

資料來源:維基百科

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%99%BE%E6%AD%B2%E8%98%AD&variant=zh-tw

其他圖片來自國外網站…

welwitmaleconesfl.jpg

welwitmaleclose.jpg

welwitfemflowers.jpg

brunsvigorient4.jpg

welwitmirfert.jpg

welwitsernst.jpg

不過倒是沒找到有關食這種植物行CAM作用的資料

畢竟這種植物已經很少了…

但它生長的地方就是一副要行CAM樣

不然也有異於一般植物的地方

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