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像玉米这样的植物 已经采用了替代方法, 在炎热,干燥的环境中更有效地固定碳。 在一个方面,C4路径 ,在第一个碳固定步骤中, 二氧化碳,C02, 进入叶肉细胞, 并通过酶PEP羧化酶, 与游离碳化合物,PEP结合, 形成四碳化合物,草酰乙酸, 然后将其转化为金属有机酸。 在这种情况下,苹果酸。
苹果酸被运输到叶片深处的 成束的薄层细胞中,氧气被限制并分解, 释放出二氧化碳, 然后二氧化碳可以通过卡尔文循环, 然后用RuBisCO 直接生成糖。 其他植物如菠萝 使用Crassulacean酸代谢或CAM途径 来固定碳。 CAM植物仅在夜间打开气孔 以防止白天失水。 与C4途径类似, 首先通过PEP羧化酶将CO2固定在草酰乙酸中, 然后将其转化为苹果酸。 CAM植物不是将苹果酸转移到叶子的另一部分, 而是将这种化合物储存在叶肉细胞液泡中, 在白天释放它, 使得卡尔文循环 可以与光合作用中的光反应一起进行。
一些植物,如甘蔗和玉米,生长在炎热的条件下,使用一种称为C4通路的替代过程来固定碳。这个循环从大气中的CO2进入叶肉细胞开始,在叶肉细胞中,CO2被用来从磷酸烯醇丙酮酸(PEP)生成草酸酯(一种四碳分子)。然后草酰乙酸转化为苹果酸盐,转运到氧浓度较低的束鞘细胞。在那里,CO2从苹果酸盐中释放,进入卡…