fotooddychanie

fotooddychanie, fotorespiracja,

proces zachodzący w obecności światła, polegający na pobieraniu tlenu (O₂) i wydzielaniu dwutlenku węgla (CO₂) przez komórki fotosyntetyzujących roślin;

fotooddychanie zależy od stężenia tlenu w atmosferze, przebiega w chloroplastach, peroksysomach (specjalne organelle komórkowe) i w mitochondriach; fotooddychanie występuje u roślin wiążących dwutlenek węgla podczas fotosyntezy za pośrednictwem cyklu Calvina–Bensona (tzw. rośliny C₃); u roślin tych rybulozo-1,5-bisfosforan (RuBP) może reagować jednocześnie z dwutlenkiem węgla (fotosynteza) i tlenem (fotooddychanie); między obu procesami ustala się równowaga zwana kompensacyjnym punktem dwutlenku węgla, wartość jego (wyrażona w µl wydzielonego dwutlenku węgla na 1 l tlenu) jest liniową funkcją stężenia tlenu w atmosferze; w wyniku fotooddychania RuBP w chloroplastach ulega utlenieniu i powstaje kwas fosfoglikolowy, który po odszczepieniu nieorganicznego fosforu (przy udziale odpowiedniej fosfatazy) przekształca się w kwas glikolowy, kwas ten dyfunduje do peroksysomów i w reakcji katalizowanej przez oksydazę glikolanową tworzy glioksalan; glioksalan pod wpływem odpowiedniej aminotransferazy ulega aminacji z wytworzeniem aminokwasu — glicyny, która penetruje do mitochondriów, gdzie na skutek jej dekarboksylacji i deaminacji powstaje seryna oraz wydziela się dwutlenek węgla i amoniak; seryna w wyniku szeregu enzymatycznych reakcji z udziałem NADPH i ATP zostaje włączona w cykl Calvina–Bensona; fotooddychanie stanowi jałowy przebieg węgla w przemianach kwasu glikolowego, połączony ze zużyciem siły asymilacyjnej (ATP, NADPH) fotosyntezy, co powoduje obniżenie jej wydajności; stwierdzono, że rośliny, u których fotooddychanie nie występuje, wykazują wyższe plony (w klimacie umiarkowanym większość roślin uprawnych z wyjątkiem np. kukurydzy i prosa); fotooddychanie może być korzystne dla roślin w warunkach stresowych, tj. przy dużym natężeniu światła i niedoborze wody, gdyż zużywając nadmiar siły redukcyjnej (NADPH) zapobiega uszkodzeniu aparatu fotosyntetycznego.

Józef Poskuta