vacuolar pH falls sharply at night

vacuolar pH falls sharply at night (dark acidification). The nightly
fixation is promoted by low temperatures. During the day, the PEP
carboxylase is inactivated by light, and the malate is transported to
the cytosol and decarboxylated to provide CO2 for Rubisco and the C3
cycle. Biochemically CAM is very similar to C4 photosynthesis, but
whereas in C4 plants CO2 fixation by PEP carboxylase and by Rubisco
occur simultaneously but separated in space, in different cells, in
CAM plants the two enzymes act in the same cells but sequentially,
separated in time. CAM metabolism enables plants to conserve water
by closing the stomata in the heat of the day, when transpiration
would be most rapid. The large vacuoles also serve for water storage.
CAM plants are extremely economical on water. But the advantage
has its price. To provide a supply of PEP during the night requires
both substrate and energy; in CAM plants the ATP requirement is
5.5–6.5 ATP molecules per molecule of CO2 fixed, and substrate
equalling 20% leaf dry weight can be respired nightly. The small
surface : volume ratio of succulent organs is moreover unfavourable
for gas exchange, and the rate of net photosynthesis of CAM plants is
low, as is their growth rate.
The taxonomy, ecology and evolution of C3, C4 and CAM plants
The majority of flowering plant species are C3 species, with C4 plants
accounting for only about 1%, while species exhibiting CAM have
been estimated at 5–10%. In assessing their importance, however,
their overall biomass as well as species numbers must be considered,
and in fact C4 and CAM plants are of considerable importance ecologically
and to some extent also agriculturally.
Both groups of plants are confined to a limited number of families
and also have characteristic ecological distributions. C4 photosynthesis
is particularly associated with tropical and semitropical grasses.
Sixty per cent of all C4 species belong to the Poaceae (grasses including
cereals); this includes the two very important and highly productive
crops, maize (Zea mays) and sugarcane (Saccharum officinarum). It also
includes eight grasses considered at least by some authors to be among
the world’s most troublesome weeds. Another 32% of C4 species
can be found in five other families: Amaranthaceae, Asteraceae,
Chenopodiaceae, Cyperaceae and Euphorbiaceae, with the remainder
scattered as odd genera or species amongst another dozen families. No
flowering plant family is known to consist exclusively of C4 species.
Almost all C4 species are natives of warm habitats; few are found in
temperate zones and none in arctic regions. C4 plants are, as stated
earlier, adapted to take advantage of high temperatures and high
irradiance and to conserve water, which also can run short in warm
climates.
CAM plants are found in about 30 flowering plant families,
although 80% of the species belong to five families: Cactaceae and
Crassulaceae (consisting exclusively of CAM species), Aizoaceae,
Bromeliaceae, and Orchidaceae. Some families include examples
of both CAM and C4 plants, e.g. Asteraceae and Euphorbiaceae.

Kết quả (Việt) 2:

không bào pH giảm mạnh vào ban đêm (axit hóa tối). Các đêm
định hình được thúc đẩy bởi nhiệt độ thấp. Trong ngày, các PEP
carboxylase được bất hoạt bởi ánh sáng, và malate được vận chuyển đến
các bào tương và decarboxylated để cung cấp CO2 cho Rubisco và C3
chu kỳ. Sinh hóa CAM là rất tương tự như quang hợp C4, nhưng
trong khi ở cây C4 CO2 định hình bởi carboxylase PEP và Rubisco
xảy ra đồng thời nhưng tách ra trong không gian, trong các tế bào khác nhau, trong
các nhà máy CAM hai enzyme hoạt động trong cùng một tế bào nhưng tuần tự,
tách ra trong thời gian . Trao đổi chất CAM cho phép các nhà máy để tiết kiệm nước
bằng cách đóng các lỗ khí nóng trong ngày, khi hơi nước
sẽ nhanh chóng nhất. Không bào lớn cũng phục vụ cho việc lưu trữ nước.
Thực vật CAM là vô cùng kiệm trên mặt nước. Nhưng lợi thế
có giá của nó. Để cung cấp một nguồn cung cấp của PEP trong đêm đòi hỏi
cả chất và năng lượng; trong thực vật CAM yêu cầu ATP là
5,5-6,5 phân tử ATP mỗi phân tử CO2 cố định, và chất nền
bằng 20% trọng lượng khô lá có thể respired hàng đêm. Việc nhỏ
bề mặt: tỷ lệ khối lượng của các cơ quan mọng nước hơn nữa là không thuận lợi
cho trao đổi khí, và tỷ lệ quang hợp thuần thực vật CAM là
thấp, như là tốc độ tăng trưởng của họ.
Việc phân loại, hệ sinh thái và tiến hóa của C3, C4 và thực vật CAM
Đa số loài thực vật có hoa là loài C3, C4 với cây trồng
chỉ chiếm khoảng 1%, trong khi các loài trưng bày CAM đã
được ước tính khoảng 5-10%. Khi đánh giá tầm quan trọng của họ, tuy nhiên,
sinh khối tổng thể của họ cũng như một số loài phải được xem xét,
và trong thực tế C4 và CAM vật có tầm quan trọng đáng kể về mặt sinh thái
và đến một mức độ nào cũng nông nghiệp.
Cả hai nhóm thực vật được giới hạn trong một số lượng hạn chế của các gia đình
và cũng có phân bố sinh thái đặc trưng. C4
đặc biệt liên kết với các loại cỏ nhiệt đới và đới.
Sáu mươi phần trăm của tất cả các loài C4 thuộc Poaceae (cỏ bao gồm
ngũ cốc); này bao gồm hai rất quan trọng và có năng suất cao
cây, ngô (Zea mays) và mía (Saccharum officinarum). Nó cũng
bao gồm tám loại cỏ được coi là ít nhất là một số tác giả có một trong
cỏ dại phiền hà nhất của thế giới. Một 32% các loài C4
có thể được tìm thấy trong năm gia đình khác: Amaranthaceae, họ Cúc,
Chenopodiaceae, Cyperaceae và Euphorbiaceae, phần còn lại
nằm rải rác như chi lẻ hoặc loài giữa một chục gia đình. Không có
họ thực vật có hoa được biết đến bao gồm toàn các loài C4.
Hầu như tất cả các loài C4 là người bản địa của môi trường sống ấm áp; ít được tìm thấy trong
vùng ôn đới và không ai ở vùng Bắc cực. Cây C4 được, như đã nói
ở trên, điều chỉnh để tận dụng lợi thế của nhiệt độ cao và cao
bức xạ và bảo tồn nước, mà cũng có thể chạy ngắn trong ấm
khí hậu.
Thực vật CAM được tìm thấy trong các gia đình trồng khoảng 30 hoa,
mặc dù 80% các loài thuộc đến năm gia đình: Cactaceae và
họ lá bỏng (gồm toàn các loài CAM), họ phiên hạnh,
Bromeliaceae, và Orchidaceae. Một số gia đình bao gồm các ví dụ
của cả hai CAM và thực vật C4, ví dụ như họ Cúc và Euphorbiaceae.