夜晚释放氧气的植物

 

 

大部分植物都是在白天吸收二氧化碳释放氧气，在夜间则相反。但有些植物却是一直吸收二氧化碳释放氧气的，这对于夜晚在家中休息的人有很多好处。

 

    先看看植物的光合作用机理。

 

植物体的光合作用与呼吸作用并存，各自行使着生物学功能和使命，互相协同。表观为光合作用释放氧气，吸收二氧化碳；呼吸作用释放二氧化碳，吸收氧气。光合作用的强弱决定了植物体释放氧气的多少，但并不是说光合作用能够决定呼吸作用，二者并不存在绝对的依存关系。光合作用的主要控制因素是光照，而呼吸作用主要的控制因素是温度。植物的呼吸作用是一直存在的，包括白天和夜晚；而光合作用主要发生在白天。这也就决定了大多数植物体无论是白天还是夜晚都在释放着二氧化碳，吸收着氧气；但是在有光照的时候，光合作用远远超过呼吸作用，使得呼吸作用释放的二氧化碳几乎直接被光合作用所利用，这也就表现为植物在白天释放氧气吸收二氧化碳了。

 

再来先看看植物的呼吸作用机理。

 

    植物体内一切生化反应的能量来源于呼吸作用。通过对葡萄糖（Glucose）的有氧氧化或无氧酵解而产生大量的生物能量（三磷酸腺苷，ATP），以提供其它的生化反应使用。所有细胞都在无时无刻的进行着呼吸作用，消耗氧气释放着二氧化碳。通过糖酵解——乙酰辅酶A的生成——三羧酸循环——电子传递与氧化磷酸化等四步细胞呼吸的途径来完成能量代谢。细胞进行能量代谢的场所是细胞内的胞质和线粒体等细胞器。

 

光合作用与呼吸作用不同，但并不相反也不矛盾。因为这两种作用是完全不同的生化模式：光合作用是通过光照来供能并释放氧气的，即光解水的过程，产生氧气和还原当量（烟酰胺腺嘌呤二磷酸核苷酸还原态，NADPH）。还原当量从某种意义上说就相当于生物能量，这些能量用来固定二氧化碳来合成葡萄糖等有机物。光合作用的场所主要是叶组织细胞内的叶绿体。

 

对于多肉植物，由于这一类植物的细胞采用“景天酸代谢途径（CAM）”。所以与其它的C3、C4植物有所不同，这一类植物在白天气孔关闭，不发生或者极少发生着气体交换。而在夜晚则不同，它们会进行光合作用和呼吸作用的气体交换，表观上还是释放的氧气远远多于二氧化碳，这一点与其它植物是大大不同的。但这并不等于多肉植物的光合作用发生在夜晚，其实这些二氧化碳被储存在叶肉细胞的有机酸（如：苹果酸）中，当有光照的时候这些有机酸在维管束鞘细胞中分解释放二氧化碳供光合作用使用。

 

景天酸代谢途径Crassulacean acid metabolism，CAM

 

光合作用，是生物界的重要生物反应之一，也是复杂有机物合成的基础。植物界是光合作用的主要群体。

 

CAM途径最早在景天科植物中发现，目前已知将近30个科，1万多种植物是以CAM途径进行光合作用的。这些植物都具有同样的特点：起源于热带干旱环境、具有发达的薄壁储水细胞、内含叶绿素和叶泡。这一类植物被称为多肉植物（Succulent plant），但并不是所有的多肉植物都是以CAM途径进行光合作用的，同样CAM也不仅仅是多肉植物特有。所以准确地说，多肉植物的一大特点就是大多数种类采用CAM途径进行光合作用。这也是判定哪些植物是多肉植物的一个依据，也为多肉植物的概念进行了补充。

 

景天酸代谢（Crassulacean acid metabolism，CAM）。除了景天以外，在其它几种植物中也发现存在着CAM，这些植物包括仙人掌、长寿花、凤梨科植物和兰花等。

 

Crassulaceae（景天科），双子叶植物，35属，1600种，广布于全球，但主产地为南非，我国约10属，247种，全国均产之；此外，还引入有若干观赏植物。多年生、肉质植物，喜生于干地或石上。

 

    哪些“多肉植物”具有夜晚释放氧气的功能呢？

 

1，仙人球、仙人掌、仙人树、仙人指一类的植物；

2，虎皮兰、虎尾兰、龙舌兰、褐毛掌、矮兰伽蓝菜、条纹伽蓝菜、肥厚景天、栽培凤梨等；

3，令箭荷花、量天尺、昙花等。

 

 

附：什么是C3、C4植物？

 

C3（三碳）植物。光合作用中同化二氧化碳的最初产物是三碳化合物3－磷酸甘油酸的植物。三碳植物的光呼吸高，二氧化碳补偿点高，而光合效率低。如小麦、水稻大豆、棉花等大多数作物。   

 

C4（四碳）植物。在光合作用的暗反应过程中，一个C2被—个含有三个碳原子的化合物（磷酸烯醇式丙酮酸）固定后首先形成含四个碳原子的有机酸（草酰乙酸），所以称为C4植物。C4植物通常分布在热带地区，光合作用效率较C3植物高，对CO2的利用率也较C3植物高，所以具有C4途径的农作物的产量比具有C3途径的农作物产量要高，如玉米、高粱、甘蔗、苋菜等作物。