总光合速率=净光合速率+呼吸速率+光呼吸速率

Question

如题所述

Answer 1

光合作用中的一个关键概念是总光合速率，它包括净光合速率、呼吸速率和光呼吸速率。在常规情况下，总光合速率等于净光合速率与细胞呼吸的总和，即总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率。然而，当考虑光呼吸这一额外过程时，总光合速率的计算变为总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 + 光呼吸速率。

净光合速率是指在光照下，单位时间内单位叶面积从大气中吸收二氧化碳的量，实际利用的二氧化碳量减去呼吸作用（包括光呼吸）释放的二氧化碳差值。光呼吸这一术语源于约翰·德柯尔1955年的实验，他观察到烟草叶在光照停止后会释放大量二氧化碳，这在光照条件下表现为“呼吸”现象。

光呼吸的发生涉及到碳反应中的RuBP羧化酶，它既催化二氧化碳的固定又参与氧气的消耗。植物的C4途径使得光呼吸在C4植物中很低，因为维管束鞘细胞中的RuBP羧化酶/氧化酶在高二氧化碳浓度下会抑制氧化反应。尽管一度被视为无效的能量消耗，光呼吸实际上在植物适应环境变化和保持代谢稳定方面起着重要作用，能消耗过剩的NADPH和ATP。

测定光呼吸的常见方法包括测量光照突然停止后的二氧化碳释放量，以及在低氧和正常氧条件下的表观光合速率差异。此外，RuBP羧化酶/氧化酶的亚基分别由叶绿体基因和核基因编码，这也反映了光合作用与呼吸作用的复杂协作机制。