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仙人掌为什么能在干旱地区存活?

来源：花匠小妙招时间：2024-12-21 12:34

匿名用户

2017.04.29 回答

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。
仙人掌还有奇形怪状的茎，鲜艳的花。别看仙人掌的奇形怪状加上锐利的尖刺，使人望而生畏，但它们开出的花朵却分外娇艳，花色丰富多彩,和流苏般的花穗。如长鞭状的“月夜皇后”，开白色的大型花朵，直径达五六十厘米。被人们喻为“昙花一现”的昙花，就是原产中、南美洲热带森林中一种附生类型的仙人掌类植物。
仙人掌以花取胜还只是培养者宠爱它的一个原因，而形状、颜色各不相同的刺丛与绒毛也受到许多观赏者的喜爱。尤其是一些鲜红、金黄的刺丛与雪白的绒毛品种，更是千姿百态。难怪有人称它们为“ 有生命的工艺品”呢。
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。