夜晚釋放氧氣的植物

 

 

大部分植物都是在白天吸收二氧化碳釋放氧氣，在夜間則相反。但有些植物卻是一直吸收二氧化碳釋放氧氣的，這對於夜晚在家中休息的人有很多好處。

 

    先看看植物的光合作用機理。

 

植物體的光合作用與呼吸作用並存，各自行使著生物學功能和使命，互相協同。表觀為光合作用釋放氧氣，吸收二氧化碳；呼吸作用釋放二氧化碳，吸收氧氣。光合作用的強弱決定了植物體釋放氧氣的多少，但並不是說光合作用能夠決定呼吸作用，二者並不存在絕對的依存關係。光合作用的主要控製因素是光照，而呼吸作用主要的控製因素是溫度。植物的呼吸作用是一直存在的，包括白天和夜晚；而光合作用主要發生在白天。這也就決定了大多數植物體無論是白天還是夜晚都在釋放著二氧化碳，吸收著氧氣；但是在有光照的時候，光合作用遠遠超過呼吸作用，使得呼吸作用釋放的二氧化碳幾乎直接被光合作用所利用，這也就表現為植物在白天釋放氧氣吸收二氧化碳了。

 

再來先看看植物的呼吸作用機理。

 

    植物體內一切生化反應的能量來源於呼吸作用。通過對葡萄糖（Glucose）的有氧氧化或無氧酵解而產生大量的生物能量（三磷酸腺苷，ATP），以提供其它的生化反應使用。所有細胞都在無時無刻的進行著呼吸作用，消耗氧氣釋放著二氧化碳。通過糖酵解——乙酰輔酶A的生成——三羧酸循環——電子傳遞與氧化磷酸化等四步細胞呼吸的途徑來完成能量代謝。細胞進行能量代謝的場所是細胞內的胞質和線粒體等細胞器。

 

光合作用與呼吸作用不同，但並不相反也不矛盾。因為這兩種作用是完全不同的生化模式：光合作用是通過光照來供能並釋放氧氣的，即光解水的過程，產生氧氣和還原當量（煙酰胺腺嘌呤二磷酸核苷酸還原態，NADPH）。還原當量從某種意義上說就相當於生物能量，這些能量用來固定二氧化碳來合成葡萄糖等有機物。光合作用的場所主要是葉組織細胞內的葉綠體。

 

對於多肉植物，由於這一類植物的細胞采用“景天酸代謝途徑（CAM）”。所以與其它的C3、C4植物有所不同，這一類植物在白天氣孔關閉，不發生或者極少發生著氣體交換。而在夜晚則不同，它們會進行光合作用和呼吸作用的氣體交換，表觀上還是釋放的氧氣遠遠多於二氧化碳，這一點與其它植物是大大不同的。但這並不等於多肉植物的光合作用發生在夜晚，其實這些二氧化碳被儲存在葉肉細胞的有機酸（如：蘋果酸）中，當有光照的時候這些有機酸在維管束鞘細胞中分解釋放二氧化碳供光合作用使用。

 

景天酸代謝途徑Crassulacean acid metabolism，CAM

 

光合作用，是生物界的重要生物反應之一，也是複雜有機物合成的基礎。植物界是光合作用的主要群體。

 

CAM途徑最早在景天科植物中發現，目前已知將近30個科，1萬多種植物是以CAM途徑進行光合作用的。這些植物都具有同樣的特點：起源於熱帶幹旱環境、具有發達的薄壁儲水細胞、內含葉綠素和葉泡。這一類植物被稱為多肉植物（Succulent plant），但並不是所有的多肉植物都是以CAM途徑進行光合作用的，同樣CAM也不僅僅是多肉植物特有。所以準確地說，多肉植物的一大特點就是大多數種類采用CAM途徑進行光合作用。這也是判定哪些植物是多肉植物的一個依據，也為多肉植物的概念進行了補充。

 

景天酸代謝（Crassulacean acid metabolism，CAM）。除了景天以外，在其它幾種植物中也發現存在著CAM，這些植物包括仙人掌、長壽花、鳳梨科植物和蘭花等。

 

Crassulaceae（景天科），雙子葉植物，35屬，1600種，廣布於全球，但主產地為南非，我國約10屬，247種，全國均產之；此外，還引入有若幹觀賞植物。多年生、肉質植物，喜生於幹地或石上。

 

    哪些“多肉植物”具有夜晚釋放氧氣的功能呢？

 

1，仙人球、仙人掌、仙人樹、仙人指一類的植物；

2，虎皮蘭、虎尾蘭、龍舌蘭、褐毛掌、矮蘭伽藍菜、條紋伽藍菜、肥厚景天、栽培鳳梨等；

3，令箭荷花、量天尺、曇花等。

 

 

附：什麽是C3、C4植物？

 

C3（三碳）植物。光合作用中同化二氧化碳的最初產物是三碳化合物3－磷酸甘油酸的植物。三碳植物的光呼吸高，二氧化碳補償點高，而光合效率低。如小麥、水稻大豆、棉花等大多數作物。   

 

C4（四碳）植物。在光合作用的暗反應過程中，一個C2被—個含有三個碳原子的化合物（磷酸烯醇式丙酮酸）固定後首先形成含四個碳原子的有機酸（草酰乙酸），所以稱為C4植物。C4植物通常分布在熱帶地區，光合作用效率較C3植物高，對CO2的利用率也較C3植物高，所以具有C4途徑的農作物的產量比具有C3途徑的農作物產量要高，如玉米、高粱、甘蔗、莧菜等作物。