植物与植物生理 光合作用 光呼吸.ppt

光呼吸的概念 光呼吸是指绿色细胞在光下吸收O2与释放CO2的过程。 光呼吸的发现可以追朔到1920年Warburg报告的氧对光合作用的抑制。光呼吸主要存在与C3植物中, C4植物中很弱。 1920年瓦伯格在用小球藻做实验时发现，O2对光合作用有抑制作用，这种现象被称为瓦伯格效应(Warburg effect)。这实际上是氧促进光呼吸的缘故 。 1.光呼吸产生的原因 Rubisco是一种兼性酶，具有催化羧化反应和加氧反应两种功能。其催化方向取决于CO2和O2的分压。当CO2分压高而O2分压低时,RuBP与CO2经此酶催化生成2分子的PGA，进行光合作用；反之,则RuBP与O2在此酶催化下生成1分子PGA和1分子磷酸乙醇酸(C2化合物),后者在磷酸乙醇酸酯酶的作用下变成乙醇酸，是光呼吸的底物，进入C2途径。光呼吸与光合作用是密切联系的。光呼吸在叶绿体与过氧化体中吸收氧气，在线粒体中放出CO2。光呼吸是一个氧化过程，被氧化的底物是乙醇酸。 3.光呼吸的生理功能 3.光呼吸的生理功能 作物生产技术专业 / 教学资源库 《植物与植物生理》第四单元 《植物与植物生理》第四单元教学子单元3：光合作用微课件4 光呼吸 汇报人：郭振升 RuBP [O2] [CO2] Rubisco 3-PGA + 磷酸乙醇酸 乙醇酸 C2—cycle 2 3—PGA C3—cycle 叶绿体 乙醇酸 过氧化体 乙醛酸 甘氨酸（吸收O2） 线粒体 甘氨酸 丝氨酸（放出CO2） 2.光呼吸的生化历程 光呼吸途径及其在细胞内的定位 ①Rubisco; ②磷酸乙醇酸磷酸酯酶; ③乙醇酸氧化酶; ④谷氨酸乙醛酸转氨酶; ⑤丝氨酸乙醇酸转氨酶; ⑥甘氨酸脱羧酶; ⑦丝氨酸羟甲基转移酶; ⑧羟基丙酮酸还原酶; ⑨甘油酸激酶 1）回收碳素，维持C3光合碳循环的运转。 2）防止O2对碳同化的抑制，减轻Warburg效应。 3）防止强光对光合机构的破坏 。 4）消除乙醇酸 5）氮代谢的补充 在叶片气孔关闭或外界CO2浓度降低时,光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用,以维持C3光合碳循环的运转。通过C2碳氧化循环可回收乙醇酸中3/4的碳素(2个乙醇酸转化1个PGA,释放1个CO2)。 Warburg效应，即氧抑光合效应。光呼吸消耗了O2，提高了RuBPcase的活性，有利于光合作用的进行。 1）回收碳素，维持C3光合碳循环的运转。 2）防止O2对碳同化的抑制，减轻Warburg效应。 3）防止强光对光合机构的破坏 。 4）消除乙醇酸 5）氮代谢的补充 在强光下,光反应中形成的同化力会超过暗反应的需要,叶绿体中NADPH/NADP、ATP/ADP的比值增高,由光激发的高能电子会传递给O2,形成超氧阴离子自由基O2－,O2－对光合机构具有伤害作用,而光呼吸可消耗过剩的同化力和高能电子,减少O2－的形成,从而保护光合机构。 乙醇酸对细胞有毒害作用,它的产生在代谢中是不可避免的。光呼吸是消除乙醇酸的代谢,使细胞免受伤害。 光呼吸代谢中涉及多种氨基酸（甘氨酸、丝氨酸等）的形成和转化过程，它对绿色细胞的氮代谢是一个补充。 暗呼吸与光呼吸的区别 作物生产技术专业 / 教学资源库 谢 谢 / THANKS 作物生产技术专业 / 教学资源库 《植物与植物生理》第四单元