作业帮为什么仙人掌能在干旱炎热的沙漠中生存?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/23 23:06:48
为什么仙人掌能在干旱炎热的沙漠中生存?
为什么仙人掌能在干旱炎热的沙漠中生存?
为什么仙人掌能在干旱炎热的沙漠中生存?
植物的（故乡）是终年干旱少雨的（沙漠）.普通的植物在那里很难生存,因为它们每天要向外界蒸发水,而干旱的土地又不能及时提供足够的水,这样植物就会（枯萎）.而为了植物能在沙漠里（生存）下去,它宽大的叶子变成了浑身的刺.这些刺又硬又尖,水不容易从体内蒸发出去,叶子也就不会水了.同时,身上的刺还能从空气中慢慢地（吸收）水,使其保持很强的生命力.
仙人掌大多生长在干旱的环境里.有的呈柱形,高10多米,重量约两三万斤,巍然屹立,甚为壮观.一些长着棘刺的仙人球,有的寿命高达五百年以上,可长成直径两三米的巨球,人们劈开它的上部,挖食柔嫩多汁的茎肉解渴充饥.仙人掌类植物还有一种特殊的本领,在干旱季节,它可以不吃不喝地进入休眠状态,把体内的养料与水分的消耗降到最低程度.当雨季来临时,它们又非常敏感地“醒”过来,根系立刻活跃起来,大量吸收水分,使植株迅速生长并很快地开花结果.有些仙人掌类植物的根系变成胡萝卜状,可贮存七八十斤水分.曾经有人把一个仙人球包在干燥的纸袋里放了两年多,尽管有些皱缩,但一种到盆里,浇水后又很快长出了新根,并恢复生长.仙人掌以它那奇妙的结构,惊人的耐旱能力和顽强的生命力,受到人类的赏识.
仙人掌光合作用的生理特性：景天酸代谢植物 （CAM-植物 "Crassulacean acid metabolism" (CAM)）属于C4类植物.代表性的植物有仙人掌, 凤梨和长寿花.
要在干旱热带地区生存下来,CAM-植物发展出一套生存策略,CO2-的固定将于卡尔文循环在时间上分开.这样就可以避免水分过快的流失,因为气孔只在夜间开放以摄取CO2.
纯粹的C4类植物对二氧化碳固定实行的是空间分离 (通过两种细胞类型实现, 叶肉细胞和维管束鞘细胞) .而景天酸代谢植物则服从以下昼夜节律：
晚上: CO2吸收和固定于磷酸烯醇式丙酮酸(PEP).生成的草酰乙酸(OA)会被还原为苹果酸,并储存于细胞的液泡中.该过程中伴随有酸化,pH值降低在日间光反应里产生的还原物质也会在这里发挥作用.
日间: 在液泡里的酸性物质(主要是苹果酸,但也有天门冬氨酸)会被脱羧.释放的 CO2进入卡尔文循环.
CAM-植物必须准备足够的磷酸烯醇式丙酮酸以供夜间CO2固定使用.为此植物在日间储存淀粉,晚间它们将通过丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸.
CAM途径大概就是这样的,它实际上是把光合反应的前后分成了两个大步骤,一个在白天进行,也就是所谓的光反应阶段,在这一阶段,通过吸收光获能,电解水,放氧,产生还原力；然后晚上进行光合作用的后半步——C02的固定.