Finns fotorespiration endast när stomata är stängd eller om det förekommer normalt [i C3-växter]?

Fotorespiration: -

  • Andning avser syreomsättningen och frisättningen av koldioxid. I cellulär andning är det en positiv term, en livsviktig process. Men fotorespiration är en helt negativ term eftersom den representerar en allvarlig förlust för processen att använda ljusenergi i fotosyntetiska organismer för att fixera kol för efterföljande kolhydratsyntes. Genom att leda till förlust av upp till hälften av kolet som har fixerats på bekostnad av ljusenergi, ångrar fotospiration arbetet med fotosyntes.
  • Fotorespiration sker i C3-anläggningar när CO2-koncentrationen sjunker till cirka 50 ppm. Det viktigaste enzymet som åstadkommer fixering av kol är rubisco, och vid låga koncentrationer av CO2 börjar det istället fixera syre.
  • Under måttliga temperaturförhållanden när C3-växter har tillräckligt med vatten är koldioxidförsörjningen riklig och fotorespiration är inte ett problem. Atmosfärens CO2-koncentration från och med 2004 var cirka 380 ppm och denna CO2 diffunderar fritt genom stomata av löv och över kloroplasternas membran medan vatten diffunderar ut genom stomata. Men under varma och torra förhållanden, stomatan nära att förhindra överdriven vattenförlust och den fortsatta fixeringen av kol i Calvin-cykeln minskar dramatiskt den relativa koncentrationen av CO2. När den når en kritisk nivå på cirka 50 ppm slutar rubisco fixa CO2 och börjar fixa O2 istället. Trots att den avvägda processen matar tillbaka en del PGA in i cykeln, orsakar fotorespirationsprocessen att rubisco fungerar endast med cirka 25% av sin optimala hastighet.
  • Minskning av fotorespiration kan inte leda till ökade växthastigheter för växter. Fotorespiration kan vara nödvändigt för assimilering av nitrat från jord. Således kan en minskning av fotorespiration genom genteknik eller på grund av ökande atmosfärisk koldioxid på grund av förbränning av fossila bränslen kanske inte gynna växter som har föreslagits. Flera fysiologiska processer kan vara ansvariga för att koppla samman fotorespiration och kväveassimilering. Fotorespiration ökar tillgängligheten av NADH, vilket krävs för omvandlingen av nitrat till nitrit. Vissa nitrittransportörer transporterar också bikarbonat och förhöjd CO2 har visat sig undertrycka nitrittransport till kloroplaster.
  • Även om fotorespiration minskar kraftigt hos C4-arter är det fortfarande en viktig väg - mutanter utan fungerande 2-fosfoglykolatmetabolism kan inte växa under normala förhållanden. En mutant visade sig ackumulera snabbt glykolat.
  • Även om funktionerna för fotorespiration förblir kontroversiella, är det allmänt accepterat att denna väg påverkar ett brett spektrum av processer från bioenergetik, fotosystem II-funktion och kolmetabolism till kväveassimilering och andning.
  • En annan teori postulerar att den kan fungera som en "säkerhetsventil", vilket förhindrar att överskottet av reduktiv potential som kommer från en överminskad NADPH-pool reagerar med syre och producerar fria radikaler, eftersom dessa kan skada cellens metaboliska funktioner genom efterföljande oxidation av membranlipider, proteiner eller nukleotider.
    • FAKTORER SOM PÅVERKAR FOTORSPIRATION:

Fotorespirationshastigheter ökas med:

  • Ändrat substrat tillgänglighet: sänkt CO2 eller ökad O2: -

Faktorer som påverkar detta inkluderar det atmosfäriska överflödet av de två gaserna, tillförseln av gaser till fixeringsstället (dvs. i landanläggningar: om stomatorna är öppna eller stängda), längden på vätskefasen (hur långt dessa gaser har att diffundera genom vatten för att nå reaktionsstället). Till exempel när stomatorna stängs för att förhindra vattenförlust under torka: detta begränsar koldioxidtillförseln, medan O2-produktionen inom bladet fortsätter. I alger (och växter som fotosynteser under vattnet); gaser måste sprida betydande avstånd genom vatten, vilket resulterar i en minskning av tillgängligheten av CO2 i förhållande till O2. Det har förutspåtts att ökningen av CO2-koncentrationer som förutses under de närmaste 2 åren kan minska graden av fotorespiration i de flesta växter med cirka 100%

  • Ökad temperatur: -

Vid högre temperaturer har RuBisCO mindre förmåga att skilja mellan CO2 och O2. Detta beror på att enediol-mellanprodukten är mindre stabil. Ökande temperaturer minskar också lösligheten av CO2 och minskar därmed koncentrationen av CO2 relativt O2 i kloroplasten.

Lämna en kommentar