光呼吸

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       早在1920年，科学家发现发现C3植物叶内O2相对量的提高能够抑制光合作用。究其原因，与 Rubisco本身的性质有关。Rubisco是一种双功能酶，它既有羧化酶的活性，又有加氧酶的活性。

      当Rubisco与O2结合的时候，不仅不会导致CO2的固定，反而导致碳的流失。当 RUBP与O2结合以后，先形成一个不稳定的中间物，然后迅速裂解成甘油酸-3-磷酸和磷酸乙醇酸。由于磷酸乙醇酸无法通过卡尔文循环代谢，而且高浓度的磷酸乙醇酸对植物是有毒性的，因此植物细胞必须将它及时地处理掉。

      植物处理磷酸乙醇酸的方法如图所示：在磷酸酶催化下，磷酸乙醇酸被水解成乙醇酸。随后，乙醇酸离开叶绿体进入过氧化物酶体被先被氧化成乙醛酸，然后氨基化成甘氨酸。2分子甘氨酸进入线粒体，经甘氨酸脱羟酶和丝氨酸羟甲基转移酶的依次催化，变成1分子丝氨酸同时释放出1分子CO2和1个氨基。脱下来的氨基进入叶绿体，在消耗ATP的同时被转变为无毒的谷氨酰胺。

      植物体内发生的这种依赖于光，消耗O2，释放CO2的过程被称为光呼吸。虽然光呼吸与细胞的正常呼吸都是消耗O2释放CO2的过程，但正常的细胞呼吸可以产生ATP，而光呼吸浪费ATP。

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