什麼是光呼吸,什麼是光呼吸?它對植物的光合作用有什麼影響

時間 2022-02-27 17:05:13

1樓:

光呼吸簡介

科學研究表明,在相同的外界條件下,光呼吸的強弱和光合作用中不同的碳代謝型別,是影響綠色植物通過光合作用製造有機物的兩個主要原因。

植物細胞進行有氧呼吸時不需要光的照射,有氧呼吸無論白天或黑夜都在植物體的活細胞內進行著,所以,有氧呼吸也叫暗呼吸。但是,綠色植物體內含有葉綠體的細胞,在進行光合作用的同時,還利用氧分解一部分光合作用的中間產物,並且釋放出二氧化碳。綠色植物體內這種由光照引起的呼吸作用叫做光呼吸。

光呼吸在綠色植物中是普遍存在的。

我們知道,在光合作用的暗反應階段中,在二磷酸核酮糖羧化酶的催化作用下,乙個二氧化碳被乙個二磷酸核酮糖(rubp)固定以後,很快形成兩個磷酸甘油酸(pga)。但是,含有葉綠體的細胞,在二氧化碳含量低、氧含量高的情況下,在二磷酸核酮糖加氧酶的催化作用下,乙個二磷酸核酮糖與乙個氧分子結合,並且最終分解成乙個磷酸甘油酸和乙個磷酸乙醇酸:磷酸甘油酸經過重新組合,又轉化成二磷酸核酮糖;磷酸乙醇酸則在磷酸酶的催化作用下,脫去磷酸,形成乙醇酸,乙醇酸則從葉綠體進入到過氧化物體中。

過氧化物體是高等植物細胞中普遍存在的一種細胞器。綠色植物的過氧化物體多位於葉綠體附近,呈球形,直徑只有0.2~1.

5μm。c3植物的過氧化物體分布在葉肉細胞中,c4植物的過氧化物體大都分布在維管束鞘細胞內。葉綠體中產生的乙醇酸進入到過氧化物體中,在乙醇酸氧化酶的催化作用下,被氧化成過氧化氫和乙醛酸:

過氧化氫在過氧化氫酶的催化作用下,分解成水並釋放出氧,氧又可以用於乙醇酸的氧化;乙醛酸在轉氨酶的催化作用下,與谷氨酸中的氨基結合,進而轉化成甘氨酸。甘氨酸進入到線粒體中,在甘氨酸脫羧酶的催化作用下,轉化成絲氨酸,並且釋放出二氧化碳。絲氨酸經過一系列的變化,最終轉化成磷酸甘油酸,磷酸甘油酸又可以參加到卡爾文迴圈的代謝過程中。

光呼吸將一部分光合作用的中間產物分解掉,這顯然不利於有機物的積累,會降低光合作用效率。那麼,綠色植物在進化過程中為什麼會演化出這樣乙個過程呢?光呼吸對於綠色植物是否有積極意義呢?

目前,科學家正在對這些問題進行深入的研究。

不同的綠色植物,光呼吸的強弱是不同的。具體地說,c3植物的光呼吸很強,這類綠色植物通過光呼吸釋放出的二氧化碳,常常達到它們進行光合作用所固定二氧化碳的30%左右,所以,c3植物又叫光呼吸植物或高光呼吸植物。c4植物的光呼吸很弱,有的幾乎測量不出來,所以,c4植物又叫非光呼吸植物或低光呼吸植物。

科學家發現,對於c3植物來說,適當提高空氣中二氧化碳的含量,既增加了光合作用的原料,又適當降低了光呼吸的強度,從而使c3植物的光合作用效率得到提高。例如,科學家將溫室內二氧化碳的相對含量由0.03%提高到0.

24%,可以使水稻的產量明顯提高。科學家還發現,適當噴施亞硫酸鈉溶液等光呼吸抑制劑,可以使水稻、小麥等c3植物的子粒更加飽滿,從而提高產量。

人民教育出版社

2樓:

光呼吸是植物綠色組織在光下吸收氧氣和釋放二氧化碳的過程。其底物是乙醇酸,它的主要**是核酮糖-1,5-二磷酸(rubp)與氧氣在rubp羧化酶加氧酶的催化下,形成1分子磷酸甘油酸及1分子磷酸乙醇酸,後者在磷酸酯酶催化下形成乙醇酸。由於rubp是在光下不斷迴圈形成(見光合作用),所以光呼吸依賴於光。

由於rubp 羧化酶加氧酶既可催化rubp發生羧化反應,又可催化rubp與氧氣發生加氧反應。所以,二氧化碳與氧氣濃度之比將影響其速率。c4植物的速率很低,幾乎測不出,這主要是由於c4植物葉肉細胞中無rubp羧化酶加氧酶,維管束鞘細胞雖然有此酶,但由於c4途徑使該酶的周圍二氧化碳的濃度較高,因而使該酶催化的加氧反應受到抑制,從而使其底物**減少所致。

機理 光合碳迴圈中催化co2固定的二磷酸核酮糖(rubp)羧化酶同時具有加氧酶的功能,催化rubp的加氧反應,生成磷酸乙醇酸和 3-磷酸甘油酸(3-pga)

磷酸乙醇酸被磷酸酯酶分解生成乙醇酸,後者在乙醇酸氧化酶催化下氧化成乙醛酸

乙醛酸經轉氨反應變為甘氨酸後,由兩個分子甘氨酸生成絲氨酸、co2和nh3各一分子。這便是光呼吸的放co2反應。絲氨酸以後轉變為羥基丙酮酸,再被還原及磷酸化成為3-pga,後者又進入光合碳迴圈。

光呼吸的總結果是把每5個rubp固定碳原子的數目從5降為3.5。

種間差別 四碳植物如玉公尺、甘蔗、高粱等的光呼吸很弱,在光下只放出很少的co2,它們的co2補償點也較低,只有2~5vpm[lvpm=1/1000 000(體積比)]。三碳植物如小麥、大豆、菸草等的光呼吸較強,可達一般空氣中光合強度的50%;它們的 co2補償點也較高,可達40~60vpm。三碳植物光合固定的碳有這麼大的部分通過光呼吸重新放出,便降低了它們的光合效率(見四碳植物)。

測定方法 因為光呼吸中吸o2、放co2與光合作用(吸co2、放o2)同時進行,所以用一般的氣體交換方法難於測定。可用的光呼吸測定方法有以下幾種:①在光照一段時間後,突然停止照光,出現co2猝發,它的速率可代表光呼吸的速率;②使葉片在低o2(<1%)條件下進行光合作用,因此時光呼吸不進行,所以光合速率較高,其與常氧濃度(21%)下光合速率之差,可代表光呼吸速率;③將co2濃度與光合速率的關係曲線外推到co2為零時,光合速率為負值,它代表光呼吸速率;④向葉片**14co2使之進行光合作用後,以無co2的空氣通過葉片表面,通過後含有呼吸時發布的14co2,從光下與暗中釋放的14co2之差可以計算光呼吸。

生理意義 有幾種不同意見。一種意見認為光呼吸是有害的過程,它使植物損失有機碳和能量。而這種損失是rubp羧化酶在有氧條件下不可避免地發生加氧反應的結果。

另一種意見認為光呼吸有積極的生理功能,它使葉片在光很強而co2不足的情況下,維持葉片內部一定的co2水平,來避免光合機構在無co2時的光氧化破壞;一定的co2水平也可使rubp羧化酶經常處於活化狀態,有利於光合作用的進行。此外,光呼吸過程中還生成甘氨酸和絲氨酸,從而與氮代謝相聯絡。

3樓:闕寶霜姝

光呼吸(photorespiration)是所有進行光合作用的細胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發生的乙個生化過程。它是光合作用乙個損耗能量的副反應。綠色植物在照光條件下的呼吸作用。

特點是呼吸基質在被分解轉化過程中雖也放出co2,但不能轉換成能量atp,而使光合產物被白白地耗費掉。在黑暗條件下,呼吸過程能不斷轉換形成atp,並把自由能釋放出來,以供根系的吸收功能、有機物質的合成與運轉功能以及各種物質代謝反應等等功能的需要,從而促進生命活動的順利進行。所以光呼吸越強,光合生產率相對就低。

根據大氣氧濃度21%時的測定,茶樹葉片的光呼吸強度為1.6±0.1mgco2/dm2/h,比一般植物高。

基本資訊

綠色植物在光照條件下,

吸收氧氣和釋放co2的過程。它表明植物在進行光合作用的同時,

又進行呼吸作用。光呼吸的主要特點是:

①光呼吸氧化的有機物質

(即呼吸底物)

為乙醇酸,

乙醇酸是從同化co2過程的中間產物轉變而來的,

所以光呼吸與光合作用聯絡在一起,它只有在光照條件下才發生。②光呼吸的速度隨大氣中氧氣的濃度增加而不斷增加,

而一般的呼吸作用在氧氣濃度為2%左右時已達飽和。③植物的光呼吸強弱也隨co2濃度而改變,

co2濃度低,

可促進乙醇酸的產生,

光呼吸作用就強,

反之就弱。

在一般空氣中(含co20.03%左右,氧21%左右),c3作物光呼吸所釋放出來的co2量常常達到同化co2量的三分之一以上,

而c4作物則很小。

4樓:匿名使用者

光呼吸是在有光條件下植物吸入氧氣,呼出二氧化碳的過程,沒有任何益處,純粹浪費!

光呼吸是在什麼細胞器中發生的???

5樓:靈魂深處是骯髒

3個細胞器:葉綠體,線粒體和過氧化物酶體

6樓:鋰鱗金

光呼吸是在有光條件下植物吸入氧氣,呼出二氧化碳的過程,沒有任何益處。

植物的綠色細胞在光照下吸收氧氣釋放co2的反應,這種反應需葉綠體參與,僅在光下與光合作用同時發生,光呼吸底物乙醇酸主要由光合作用的碳代謝提供。

在葉綠體和線粒體中發生

這裡有圖

7樓:若湖_靈

(小聲問下..什麼是光呼吸...0 0....)

什麼是光呼吸?它對植物的光合作用有什麼影響

8樓:胡乙司覓

什麼是光呼吸?

光呼吸,是所有進行光合作用的細胞,在光照和高氧低二氧化碳情況下發生的乙個生化過程。它是光合作用乙個損耗能量的副反應。過程中氧氣被消耗,並且會生成二氧化碳。

光呼吸約抵消30%的光合作用。因此降低光呼吸被認為是提高光合作用效能的途徑之一。但是人們後來發現,光呼吸有著很重要的細胞保護作用。

9樓:95郭逗比

光呼吸(英語:photorespiration)是所有進行光合作用的細胞(該處「細胞」包括原核生物和真核生物,但並非所有這些細胞都能進行完整的光呼吸)在光照和高氧低二氧化碳情況下發生的乙個生化過程。它是光合作用乙個損耗能量的副反應。

過程中氧氣被消耗,並且會生成二氧化碳。光呼吸約抵消30%的光合作用。因此降低光呼吸被認為是提高光合作用效能的途徑之一。

但是人們後來發現,光呼吸有著很重要的細胞保護作用。

在光呼吸過程中,參與光合作用的一對組合:反應物1,5-二磷酸核酮糖(ribulose-1,5-bisphosphate,簡稱為rubp)和催化劑1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, 簡稱為rubisco)發生了與其在光合作用中不同的反應。rubp在rubisco的作用下增加兩個氧原子,再經過一系列反應,最終生成3-磷酸甘油酸。

後者再經過部分光合作用過程,可再次重新生成為rubp。

植物光呼吸的主要功能是什麼

10樓:匿名使用者

植物除了進行這種一般的呼吸

外,在光照下進行光合作用的同時所進行的呼吸作用,叫做光呼吸。光呼吸與植物體一般的呼吸有許多不同。植物體的一般呼吸是以葡萄糖為原料,經氧化分解產生二氧化碳和水,並釋放出能量供生命活動的需要。

光呼吸則與光合作用緊密聯絡在一起,它的原料是植物體內的乙醇酸,它是由光合碳迴圈中的中間產物轉化而來的,因此光呼吸必然影響到光合產物的積累。

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