В темновой фазе фотосинтеза (во время цикла Кальвина) углекислый газ присоединяется к углеводу рибулозе

| 30 сентября, 2023 | Биология

В темновой фазе фотосинтеза (во время цикла Кальвина) углекислый газ присоединяется к углеводу рибулозе с помощью фермента РУБИСКО. Однако этот фермент может присоединить не только углекислый газ, но и кислород (это получило название «фотодыхание»). Чем выше концентрация кислорода в листе, тем больше РУБИСКО катализирует реакцию окисления рибулозы и тем меньше катализирует реакцию присоединения углекислого газа. Фотодыхание приводит к тому, что часть веществ цикла Кальвина окисляется и растение теряет много энергии.

Предположите, при каких условиях окружающей среды в растении может происходить фотодыхание. Почему оно происходит именно при этих условиях?

Фотодыхание происходит в растениях при определенных условиях окружающей среды, таких как высокая концентрация кислорода и низкая концентрация углекислого газа. Эти условия могут возникнуть в следующих ситуациях:
  1. Высокая концентрация кислорода: Фотодыхание может происходить при высокой концентрации кислорода в окружающей среде, что обычно связано с плохой вентиляцией или недостатком углекислого газа. Например, при закрытых или плотных условиях выращивания растений в теплицах или при ночном времени, когда фотосинтез не происходит, но растение продолжает потреблять кислород.
  2. Низкая концентрация углекислого газа: Фотодыхание также может происходить при низкой концентрации углекислого газа в окружающей среде, что может быть вызвано недостатком углекислого газа или закрытием устьиц листьев для снижения потерь воды в условиях жары или засухи. В таких условиях растение не может эффективно использовать углекислый газ для фотосинтеза и начинает присоединять кислород вместо него.
Фотодыхание происходит именно при этих условиях, потому что фермент РУБИСКО, ответственный за присоединение углекислого газа в цикле Кальвина, имеет конкуренцию с кислородом. При высокой концентрации кислорода РУБИСКО предпочтительно присоединяет кислород, что приводит к фотодыханию и потере энергии растения. Это неблагоприятное явление, так как растение тратит энергию без получения пользы от фотосинтеза.