光呼吸生理功能的理论探讨

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1、北京师范大学本科生毕业论文光呼吸生理功能的理论探讨ATheoreticalStudyontheFunctionofPhotorespiration院（系）：生命科学学院专业：生物科学学号：01221035学生姓名：张霞指导教师：牛登科指导教师职称：副教授指导教师单位：生物信息学2005年5月20日18光呼吸生理功能的理论探讨摘要：光呼吸是植物体内一个重要的代谢过程，它消耗植物光合作用固定的碳素和能量，吸收氧气，放出二氧化碳，使得植物的有机物同化量减少。在C3植物中光呼吸消耗的碳素甚至可占光合作用固定碳素总量的20％~50％。因此，一直以来，光呼吸就是植物生理方面研究的热点之一

2、。为了提高作物产量，多年来许多研究的重点都集中于如何抑制光呼吸的方面，而很少考虑光呼吸对植物体可能具有的积极作用。本文首先从光呼吸生理功能的实验研究结果出发，对近年来提出的光呼吸生理功能的推测，从消极作用和积极作用两方面作了一个简要的概括和分析，然后进一步从光呼吸的代谢过程的结果及其与光合作用的关系出发，提出光呼吸可能有植物御寒作用的假说。关键词：光呼吸光抑制无效循环C3植物ATheoreticalStudyontheFunctionofPhotorespirationAbstract：Photorespirationisanimportantmetabolicprocess

3、inplant,whichisoneofthehighlightoftheresearchofphotosynthesisinthedecades.Photorespirationtakesplaceatthesametimeofphotosynthesisinthesunshineorwhenanyothervisiblelightexits.ItchangestheproductionofphotosynthesisintoCO2andturnsenergyintoheat,thusreducesthefieldofphotosynthesis.Inordertoincr

4、easetheproductionofplant,scientistshavedonenumeriousstudiesonphotorespirationandtrytofindsomeeffectivewaystoeliminateorreducethelevelofphotorespirationfor.Thoughtheyhavegainedsomeimprovementonthisfield,therearestillalotofproblemsaboutthefunctionofphotorespiration.Inthisarticle,Ifirstintrodu

5、cetheprocessofrespiration,includingboththephotorespiratorynormalmetabolicpathwayandthealternativepathwayofglyoxylatemetabolism,andtheroleofthekeyenzymes,thenreviewsphotoinhibitionandthefunctionofphotorespiration.Finally,anewhypothesisofthefunctionofphotorespirationwillbeputforward.Keywords：

6、photorespiration,photoinhibition,futilecycle，C3plant18前言光呼吸最早于1955年由Decker在烟草体内发现。随后，在Zelitch、Tolbert的努力下，揭示了光呼吸的整个碳氧化途径[1]。研究发现，光呼吸是一个消耗碳素、氧气和能量的过程，可导致植物同化量的大幅度减少，因此如何调节控制光呼吸一直是光合作用研究中的一个热点，但是到目前为止，并没有发现十分有效的措施，于是很多科学研究者将目标转向了发掘光呼吸的生理功能方面，通过大量的实验研究提出了许多的推测。本文在查阅大量文献和认真研究、分析实验结果的基础上，提出光呼吸御寒

7、的假说。一、光呼吸的关键酶及代谢途径：“光呼吸是相对暗呼吸而言的，是指绿色细胞照光后引起的消耗氧气、释放二氧化碳的过程[2]。”其本质“是发生在过氧化物体里的乙醇酸氧化[2]。”1.光呼吸与暗呼吸的比较，见表1[3]。表1光呼吸与暗呼吸比较项目光呼吸暗呼吸底物光合作用中形成的乙醇酸；碳水化合物、脂肪、蛋白质均可，最常用的是葡萄糖。代谢途径乙醇酸代谢途径，又称“C2”途径；糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径等。发生部位绿色细胞中的叶绿体、过氧化物酶体和线粒体协调作用下发生；所有活细胞的细胞质和线粒体中。发生