hô hấp sáng xảy ra trong điều kiện

Bách khoa toàn thư banh Wikipedia

Hô hấp sáng, quang hô hấp hoặc hô hấp ánh sáng là một trong những quy trình thở xẩy ra ở thực vật vô ĐK có khá nhiều độ sáng tuy nhiên không nhiều CO
2
. Trong quy trình này, đàng RuBP bị lão hóa vị enzyme RuBisCO - chứ không nhận phân tử carbonic như vô quy trình Calvin của quy trình quang đãng thích hợp. Hô hấp sáng sủa được reviews là tác nhân thực hiện hạn chế đáng chú ý hiệu suất quang đãng thích hợp của những thực vật C3, mặc dầu một vài phân tích đã cho thấy quy trình thở sáng sủa đem một vài tầm quan trọng tích rất rất so với thực vật.

Bạn đang xem: hô hấp sáng xảy ra trong điều kiện

Ở những thực vật C4 và thực vật CAM, tính năng lão hóa của Rubisco bị ngăn ngừa và chính vì vậy thở sáng sủa bị triệt chi phí, đáp ứng được hiệu suất quang đãng thích hợp cao của bọn chúng trong số ĐK thô lạnh lẽo.

Điều khiếu nại xẩy ra thở sáng[sửa | sửa mã nguồn]

Hô hấp sáng sủa xẩy ra khi enzyme Rubisco thực thi đua tính năng lão hóa của chính nó, điều này chỉ thực hiện được khi mật độ carbonic bị sụt giảm tốc và trở thành rất rất thấp đối với oxy - ví như khi hạn hán buộc lỗ khí cần đóng góp chặt nhằm chống thoát nước. Đối với những thực vật C3, thở sáng sủa tăng dần đều khi sức nóng chừng môi trường thiên nhiên tăng.

Trong môi trường thiên nhiên không gian thông thường (21% oxy), tỉ trọng của thở sáng sủa là chừng 17% của tổng năng suất quang đãng thích hợp. Tuy nhiên tự một carbonic sinh ra cần dùng 2 oxy nhập cuộc, tỉ trọng này dôi lên 34%, ứng với 3 carbonic: 1 oxy.[1]

Cơ chế[sửa | sửa mã nguồn]

Miêu mô tả đơn giản[sửa | sửa mã nguồn]

Rubisco là một trong những enzyme đem nhị tính năng. Khi mật độ carbonic vô tế bào tại mức rất rất cao đối với oxy, nó sẽ bị xúc tác mang lại RiDP phản xạ với carbonic và quy trình Calvin xẩy ra thông thường. Tuy nhiên khi mật độ oxy trở thành rất rất cao đối với carbonic thì thở sáng sủa xảy ra: RuBisCO xúc tác quy trình lão hóa RiDP nhằm RiDP bị hạn chế trở thành một phân tử acid 3-phosphoglyceric (PGA) và phosphoglycerate(PG) APG tiếp tục xoay quay về quy trình Calvin và được gửi quay về trở thành RiDP. Tuy nhiên AG thì rất rất khó khăn được "tái chế" như thế, vì vậy nó rời ngoài lục lạp nhưng mà tiến bộ vô peroxisome và ti thể, khi cơ nó sẽ bị biến hóa tự trải trải qua không ít phản xạ và ở đầu cuối những phân tử carbon của chính nó mới mẻ về được quy trình Calvin.

Miêu mô tả chi tiết[sửa | sửa mã nguồn]

Hoạt tính oxigenase của RubisCO

Như vẫn thưa, quy trình thở sáng sủa được tổ chức nhờ hoạt tính oxygenase của enzyme RuBisCO. Cụ thể Rubisco tiếp tục xúc tác phản xạ lão hóa RuBP như sau:

RuBP + O
2
→ Phosphoglycolat + 3-phosphoglycerat + 2H+

Phosphorglycolat (PPG) tiếp sau đó sẽ tiến hành khung người tái mét dùng vị hàng loạt những phản xạ xẩy ra vô thể peroxi và ti thể, điểm nó được biến hóa trở thành glycin, serin và tiếp sau đó là phosphoglycerat (PGC). Glycerat lại "chui" trở vô lục lạp và tái mét nhập cuộc quy trình Calvin. Việc quy đổi một PGC trở thành PPG tiêu hao một ATP vô lục lạp, và so với 2 phân tử O
2
tiêu hao vô thở sáng sủa thì một phân tử carbonic sẽ tiến hành sinh ra. Toàn cỗ quy trình gửi hóa PPG vô thở sáng sủa được gọi là chu trình C2 glycolat hoặc chu trình lão hóa carbon quang đãng hợp (viết tắt là chu trình PCO).[1]

Tổng nằm trong vô quy trình này một vẹn toàn tử carbon có khả năng sẽ bị thất thoát[2] bên dưới dạng CO
2
. Nitơ vô serine có khả năng sẽ bị gửi trở thành amonia, tuy nhiên nó không trở nên hao hụt nhưng mà nhanh gọn được gửi về lục lạp vô quy trình glutamat synthase.[1]

Xem thêm: a^3+b^3

Chu trình PCO.

Hô hấp sáng sủa chất lượng tốt hoặc đem hại ?[sửa | sửa mã nguồn]

Xét về hướng nhìn hiệu suất quang đãng thích hợp đơn thuần, thở sáng sủa là một trong những quy trình trọn vẹn tiêu tốn lãng phí vì thế việc sinh ra G3P ra mắt với năng suất thấp trong lúc tích điện tiêu hao lại nhiều hơn nữa (5ATP và 3NADH) đối với việc cố định và thắt chặt carbonic vô quy trình Calvin (3ATP và 2NADH). Đó là chưa tính, đối với quy trình Calvin, thở sáng sủa còn làm mất đi cút một vẹn toàn tử carbon.[2] Và trong lúc thở sáng sủa ở đầu cuối cũng sinh ra rời khỏi G3P - mối cung cấp tích điện và nguyên vật liệu chính yếu của thực vật - nó cũng sinh rời khỏi một thành phầm phụ là amonia - đó là một độc hại nhưng mà nội việc khử nó cũng tiêu hao không hề ít tích điện và vẹn toàn vật tư. Do thở sáng sủa ko hề sinh ra rời khỏi ATP tương đương thực hiện hao hụt cút carbon và nitơ (dưới dạng ammoniac), nó sẽ bị thực hiện suy hạn chế hiệu suất quang đãng thích hợp tương đương vận tốc phát triển của cây. Trên thực tiễn, thở sáng sủa hoàn toàn có thể thực hiện sụt hạn chế cho tới 25% năng suất quang đãng thích hợp của những thực vật C3.[3]

Có fake thuyết nhận định rằng thở sáng sủa được mang lại là một trong những "di vật" còn còn sót lại vô quy trình tiến bộ hóa và lúc này nó không thể ứng dụng gì nữa. Trên thực tiễn, bầu khí quyền Trái Đất thời thượng cổ - thời gian RuBisCO tạo hình vô máy bộ quang đãng thích hợp - hàm chứa chấp rất rất không nhiều oxy và nồng độ carbonic kha khá cao - chính vì vậy vẫn đem fake thuyết nhận định rằng tính năng carboxylase của RuBisCO khi cơ không trở nên tác động bao nhiêu vị mật độ O
2
và carbonic.[2]

Tuy nhiên, một vài phân tích đã cho thấy, thở sáng sủa ko trọn vẹn là "có hại" mang lại cây. Việc thực hiện hạn chế hoặc triệt chi phí thở sáng sủa - tự biến hóa ren hoặc tự nồng độ carbonic tạo thêm vô thời hạn thời gian gần đây - nhiều khi không hỗ trợ cây cải cách và phát triển chất lượng tốt được. Ví dụ, vô thử nghiệm như 1 thực vật nằm trong chi Arabidopis, đột trở nên bất hoạt gien quy tấp tểnh thở sáng sủa của loại này sẽ gây ra rời khỏi những tác động tai sợ hãi mang lại nó vô một vài ĐK môi trường thiên nhiên chắc chắn. Những bất lợi của việc thở sáng sủa cũng ko đã cho thấy tác động nguy hiểm nào là cho tới "đời sống" của những thực vật C3. Và những căn nhà khoa học tập cũng không tìm kiếm thấy minh chứng nào là đã cho thấy mức độ nghiền thích ứng của đương nhiên sẽ/đã dẫn đến một loại Rubisco mới mẻ không nhiều kết nối với oxy rộng lớn lúc này.[2]

Mặc cho dù tính năng của thở sáng sủa lúc này còn nhiều giành giật cãi, giới khoa học tập vẫn đồng ý rằng thở sáng sủa mang 1 tác động rộng lớn cho tới những quy trình sinh hóa của thực vật, tỉ như tính năng của khối hệ thống quang đãng thích hợp II, trở nên chăm sóc carbon, cố định và thắt chặt đạm và thở thường thì. Chu trình thở sáng sủa cung ứng một lượng rộng lớn H
2
O
2
cho những tế bào quang đãng thích hợp, vì vậy góp sức đáng chú ý vô quy trình nội cân đối oxy hóa-khử vô tế bào trải qua tương tác thân thiết H
2
O
2
nucleotide pyridine. Cũng bằng phương pháp này mà thở sáng sủa cũng đều có tác động cho tới nhiều quy trình truyền tín hiệu tế bào, ví dụ như quy trình thay đổi sự phản xạ của tế bào so với những nhân tố tương quan cho tới việc phát triển, miễn kháng, thích nghi với môi trường thiên nhiên và sự bị tiêu diệt tế bào theo đuổi xây dựng.[4] Đồng thời, những phân tích cũng đã cho thấy thở sáng sủa là quy trình quan trọng nhằm mục tiêu thực hiện tăng nồng độ nitrat vô khu đất.[5]

Gần phía trên, nhiều minh chứng khoa học tập vẫn gia tăng một fake thuyết về tính năng bảo đảm an toàn của thở sáng sủa khi thực vật "hứng" cần rất nhiều quang đãng năng vô ĐK mật độ carbonic tại mức thấp. Cụ thể, thở sáng sủa tiếp tục thủ chi phí toàn cỗ lượng NADPH và ATP dư quá vô trộn sáng sủa của quang đãng thích hợp, nhờ cơ ko mang lại bọn chúng tiến hành những phản xạ lão hóa quang đãng sinh ra rời khỏi những gốc tự tại thực hiện sợ hãi cho tới bộ phận cấu hình của bào quan lại và tế bào. Thật vậy, so với loại Arabidopis kể bên trên, khi cần "tắm nắng" thì những thành viên đột bặt tăm tài năng thở sáng sủa trầm trồ dễ dàng thương tổn rộng lớn những thành viên thông thường.[2]

Hô hấp sáng sủa bị triệt chi phí hoặc bị thực hiện hạn chế vô thực vật C4 và CAM[sửa | sửa mã nguồn]

Một thực vật C4 điển hình: ngô.

Một thành phần những loại thực vật vẫn dùng một vài chế độ nhằm mục tiêu thực hiện hạn chế sự tương tác của RuBisCO với oxy và thông qua đó, thực hiện hạn chế hoặc triệt chi phí hoạt tính oxygenase của enzyme này. Nguyên lý cộng đồng của những chế độ này là làm công việc mật độ CO
2
tăng dần đều mà đến mức Rubisco gần như là ko thể tiến hành tính năng lão hóa RuBP như vô thở sáng sủa nữa.

Xem thêm: trọng lượng kí hiệu là gì

Thực vật C4 "bắt" và cố định và thắt chặt carbonic trong số tế bào thịt lá (bằng cơ hội dùng một enzyme có tên là phosphoenolpyruvat carboxylase, viết lách tắt PEP carboxylase) bằng phương pháp gắn CO
2
vào một trong những acid cơ học nhằm tạo hình oxaloacetat. Oxaloacetat tiếp sau đó sẽ tiến hành quy đổi trở thành malic và được tiến hành trong số tế bào vòng bao bó mạch, điểm mật độ oxy thấp và thở sáng sủa khó khăn xẩy ra. Tại phía trên, malic tiếp tục hóa giải CO
2
nhằm bọn chúng nhập cuộc vô quy trình Calvin nhưng mà không trở nên thở sáng sủa ngăn cản. Khả năng tránh khỏi thở sáng sủa khiến cho những thực vật C4 chịu đựng hạn và chịu đựng nắng và nóng chất lượng tốt rất nhiều đối với những thực vật C3: vô điều khiện thô nắng và nóng thì lỗ khí sẽ rất cần đóng góp chặt khiến cho cây ko thể hấp phụ tăng CO
2
nhằm tăng mật độ carbonic. Các loại thực vật C4 phần nhiều là những cây phát triển ở vùng cận sức nóng và nhiệt đới gió mùa, vô cơ đem những loại cây nông nghiệp cần thiết như mía, ngô và lúa miến.[6][7]

Thực vật CAM - tỉ tựa như các thực vật mọng nước hoặc những loại nằm trong chúng ta Xương dragon - cũng dùng enzyme PEP carboxylase nhằm cố định và thắt chặt carbonic tuy nhiên theo đuổi một chế độ không giống với thực vật C4. Cụ thể là, việc cố định và thắt chặt CO
2
ra mắt trong từng tế bào tuy nhiên chỉ ra mắt vô ban đêm. Còn vô buổi ngày, carbonic sẽ tiến hành phóng quí ngoài "kho" và nhập cuộc vô quy trình Calvin. Việc này hỗ trợ cho lỗ khí của những thực vật CAM chỉ việc cần banh vô đêm tối - thời gian không nhiều nắng và nóng và không nhiều bị thoát nước - nhằm "đón" CO
2
- một ưu thế tối cần thiết mang lại việc tồn bên trên ở những điểm cực kỳ thô lạnh lẽo như tụt xuống mạc.[7]

Áp chế thở sáng sủa cũng đều có loại giá chỉ của chính nó. Chu trình cố định và thắt chặt carbonic ko cần là máy bộ sinh hoạt ko công: việc cố định và thắt chặt từng phân tử CO
2
nhờ PEP carboxylase tiêu hao tổn thất chừng 2 ATP của thực vật.[8] Đối với thực vật CAM, năng suất hấp phụ carbonic của chính nó thấp thảm sợ hãi đối với thực vật C3 và C4 và vận tốc phát triển của bọn chúng thậm chí là hoàn toàn có thể sụt hạn chế vô ĐK nhiệt độ cao[9], lý do là vô ĐK này, thực chất của chế độ CAM khiến cho tế bào hấp phụ rất nhiều nước và vỡ tung ra, tạo ra tổn thương mang lại cây[10]. Trên thực tiễn, khi nằm trong bịa vô môi trường thiên nhiên không thật nắng cháy và đầy đủ độ ẩm, năng suất quang đãng thích hợp của thực vật C3 hoàn toàn có thể ngang vị và thậm chí là hơn hẳn rộng lớn. Bản thân thiết sinh hoạt của quy trình PEP carboxylase cũng có khả năng sẽ bị tổn sợ hãi ở sức nóng chừng thấp và chính vì vậy không khí giá tiền là vấn đề ko hoặc so với những loại người sử dụng quy trình này.[11] Tuy nhiên, như vẫn thưa, những thực vật C4 và CAM vốn liếng phát triển ở những điểm nhiều nắng và nóng và sức nóng chừng cao, chính vì vậy loại giá chỉ cần trả này cũng ko là gì đối với quyền lợi quá to nhưng mà bọn chúng nhận được. Thật vậy, thật nhiều loại thực vật C4 trực thuộc list những loại cỏ dại dột hung hăng nhất cũng tựa như các cây nông nghiệp năng suất tối đa.[11] Đối với thực vật CAM, việc quang đãng thích hợp và tích trữ vật tư vẫn ra mắt túc tắc ở những tụt xuống mạc thô cằn, điểm những loại cây không giống ko thể tiến hành được.[9]

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

  • Thực vật CAM
  • Thực vật C4
  • Thực vật C3

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a b c Hopkins, Hüner, trang 143
  2. ^ a b c d e Hopkins, Hüner, trang 144
  3. ^ Sharkey, Thomas (1988). “Estimating the rate of photorespiration in leaves”. Physiologia Plantarum. 73 (1): 147–152. doi:10.1111/j.1399-3054.1988.tb09205.x.
  4. ^ doi:10.1146/annurev.arplant.043008.091948
    Hoàn trở thành chú quí này
  5. ^ Rachmilevitch S, Cousins AB, Bloom AJ (2004). “Nitrate assimilation in plant shoots depends on photorespiration”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101 (31): 11506–10. doi:10.1073/pnas.0404388101. PMC 509230. PMID 15272076.Quản lý CS1: nhiều tên: list người sáng tác (liên kết)
  6. ^ Hopkins, Hüner, trang 263
  7. ^ a b Levetin, McMahon, trang 62
  8. ^ Hopkins, Hüner, trang 264
  9. ^ a b Hopkins, Hüner, trang 269
  10. ^ E. Londers; J. Ceusters; I. Vervaeke; R. Deroose; M.P. De Proft (2005). “Organic acid analysis and plant water status of two Aechmea cultivars grown under greenhouse conditions: implications on leaf quality”. Scientia Horticulturae. 105: 249–262. doi:10.1093/aob/mcn105. Truy cập ngày 11 mon hai năm 2012.Quản lý CS1: nhiều tên: list người sáng tác (liên kết)
  11. ^ a b Hopkins, Hüner, trang 266-267

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  • William G. Hopkins (2009). Introduction to lớn Plant Physiology. Norman P.. A. Hüner (ấn bạn dạng 4). Hoa Kỳ: John Wileys & Sons, Inc. ISBN 978-0-470-24766-2.
  • Levetin, Estelle (2003). Plant and society. McMahon, Karen. New York: McGraw-Hill. ISBN 0072909498.
  • Stern, Kingsley (2003). Introductory Plant Biology. New York: McGraw-Hill. ISBN 0072909412.
  • Siedow, James N.; Day, David (2000). “14. Respiration and Photorespiration”. Biochemistry and Molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiologists.Quản lý CS1: nhiều tên: list người sáng tác (liên kết)