有关光呼吸的问题

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光呼吸是植物绿色组织在光照条件下吸收氧气和放出二氧化碳的过程,其现象与呼吸相似。但因其受光的促进,因而称为光呼吸。光呼吸与暗呼吸(一般的呼吸)在本质上是完全不同的两种生理过程。光呼吸局限在绿色组织中,只在光下进行。其过程是把光合作用的一个中间产物(乙醇酸)氧化分解成二氧化碳,但放出的能量不能被植物利用而白白消耗掉。叶片的暗呼吸强度一般只占其光合强度的5～10％,而光呼吸强度则大得多,有些植物(如三碳植物)差不多把光合作用制造的有机碳的20～40％通过光呼吸变成了二氧化碳,从而大大降低了净光合强度,限制了生物产量的提高。因此,人们在努力寻找各种能降低光呼吸强度的措施。据研究,植物的类型不同,光呼吸强度也不同。四碳植物的光呼吸强度只是三碳植物的2～5％。

有人说光呼吸是细胞呼吸的—种途径,该说法对吗？为什么？

光呼吸是植物绿色组织在光下吸收氧气和释放二氧化碳的过程。其底物是乙醇酸，它的主要来源是核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP）与氧气在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，后者在磷酸酯酶催化下形成乙醇酸。由于RuBP是在光下不断循环形成（见光合作用），所以光呼吸依赖于光。由于RuBP 羧化酶加氧酶既可催化RuBP发生羧化反应，又可催化RuBP与氧气发生加氧反应。所以，二氧化碳与氧气浓度之比将影响其速率。C4植物的速率很低，几乎测不出，这主要是由于C4植物叶肉细胞中无RuBP羧化酶加氧酶，维管束鞘细胞虽然有此酶，但由于C4途径使该酶的周围二氧化碳的浓度较高，因而使该酶催化的加氧反应受到抑制，从而使其底物来源减少所致。

机理光合碳循环中催化CO2固定的二磷酸核酮糖（RuBP）羧化酶同时具有加氧酶的功能，催化RuBP的加氧反应，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，后者在乙醇酸氧化酶催化下氧化成乙醛酸

乙醛酸经转氨反应变为甘氨酸后，由两个分子甘氨酸生成丝氨酸、CO2和NH3各一分子。这便是光呼吸的放CO2反应。丝氨酸以后转变为羟基丙酮酸，再被还原及磷酸化成为3-PGA，后者又进入光合碳循环。光呼吸的总结果是把每5个RuBP固定碳原子的数目从5降为3.5。

种间差别四碳植物如玉米、甘蔗、高粱等的光呼吸很弱，在光下只放出很少的CO2，它们的CO2补偿点也较低，只有2～5vpm[lvpm=1／1000 000（体积比）]。三碳植物如小麦、大豆、烟草等的光呼吸较强，可达一般空气中光合强度的50％；它们的 CO2补偿点也较高，可达40～60vpm。三碳植物光合固定的碳有这么大的部分通过光呼吸重新放出，便降低了它们的光合效率（见四碳植物）。

测定方法因为光呼吸中吸O2、放CO2与光合作用（吸CO2、放O2）同时进行，所以用一般的气体交换方法难于测定。可用的光呼吸测定方法有以下几种：①在光照一段时间后，突然停止照光，出现CO2猝发，它的速率可代表光呼吸的速率；②使叶片在低O2（＜1％）条件下进行光合作用，因此时光呼吸不进行，所以光合速率较高，其与常氧浓度（21％）下光合速率之差，可代表光呼吸速率；③将CO2浓度与光合速率的关系曲线外推到CO2为零时，光合速率为负值，它代表光呼吸速率；④向叶片供应14CO2使之进行光合作用后，以无CO2的空气通过叶片表面，通过后含有呼吸时释出的14CO2，从光下与暗中释放的14CO2之差可以计算光呼吸。

生理意义有几种不同意见。一种意见认为光呼吸是有害的过程，它使植物损失有机碳和能量。而这种损失是RuBP羧化酶在有氧条件下不可避免地发生加氧反应的结果。另一种意见认为光呼吸有积极的生理功能，它使叶片在光很强而CO2不足的情况下，维持叶片内部一定的CO2水平，来避免光合机构在无CO2时的光氧化破坏；一定的CO2水平也可使RuBP羧化酶经常处于活化状态，有利于光合作用的进行。此外，光呼吸过程中还生成甘氨酸和丝氨酸，从而与氮代谢相联系。

不对。

光呼吸是光合作用一个损耗能量的副反应。过程中氧气被消耗，并且会生成二氧化碳。光呼吸约抵消30%的光合作用。

细胞呼吸指物质在细胞内的氧化分解，具体表现为氧的消耗和二氧化碳、水及三磷酸腺苷（ATP）的生成，其根本意义在于给机体提供可利用的能量。

“光呼吸”中含有“呼吸”一词，但该过程并不是真正的细胞呼吸作用，能进行光呼吸的细胞所进行的真正的细胞呼吸作用被专称为暗呼吸。加上“暗”字是为了与光呼吸有所区别，因为光呼吸只在光照下才会发生，而暗呼吸既在有光，也在没有光的情况下发生。

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