Quang hô hấp (Hô hấp sáng)

Ngoài hình thức hô hấp phổ biến trên, ở thực vật còn có hình thức hô hấp đặc biệt, hô hấp chịu ảnh hưởng trực tiếp của ánh sáng. Đó là hô hấp sáng hay quang hô hấp.

Có thể  phân biệt quang hô hấp với hô hấp tối nhờ tính nhạy cảm của quang hô hấp với các yếu tố môi trường.

- Quang hô hấp luôn đồng biến với ánh sáng, còn hô hấp tối hầu như không chịu ảnh hưởng của ánh sáng.

- Quang hô hấp giảm khi nồng độ oxy thấp (< 2%), nồng độ oxy càng cao, quang hô hấp càng mạnh và đạt cực đại ở nồng độ O₂ 100%.

- Tăng hàm lượng CO₂ gây ức chế quang hô hấp, còn hàm lượng CO₂ cao ít ảnh hưởng đến hô hấp tối.

- Quang hô hấp nhạy cảm với nhiệt độ hơn hô hấp tối.

1. Cơ chế quang hô hấp

Quang hô hấp xảy ra tại 3 bào quan khác nhau của tế bào thực vật: lục lạp, peroxisome và ty thể. Tế bào chất là môi trường để các chất đi qua từ bào quan này sang bào quan khác.

- Lục lạp: tại lục lạp diễn ra quá trình oxy hoá ribilozo 1,5 d.P do enzyme ribulozo 1,5 d.P oxydase xúc tác. Sản phẩm của quá trình oxy hoá đó là P.glyceric và P.glicolic. Đồng thời acid glicolic bị khử P tạo acid glicolic và chuyển sang peroxyxom.

- Peroxisome: tại peroxyxom acid glicolic bị oxy hoá bởi O₂ thành acid glioxilic nhờ enzyme glicolat - oxidase. H₂O₂ là sản phẩm thứ hai của phản ứng oxy hoá này sẽ bị phân huỷ bởi catalase thành H₂O và O₂. Tiếp theo là phản ứng amin hoá hay chuyển vị amin để tạo glyxin từ a.glioxilic, glyxin được chuyển và ty thể.

- Ty thể: tại ty thể 2 glyxin tạo ra xerin nhờ xúc tác của enzime kép - glycin decacboxylaza và serin hydroxylmetyl transferase. Serin lại biến  đổi thànha.glyoxilic để chuyển sang lục lạp.

2. Vai trò quang hô hấp

Quang hô hấp chỉ hiện diện ở một số nhóm cây, đó là thực vật C₃. Ở cây C₃ có quang hô hấp mạnh. Cây C₄ không có quang hô hấp hay quang hô hấp rất yếu. Cây CAM có quang hô hấp  yếu và thay đổi nên khó xác định.

Quang hô hấp là quá trình có hại cho quang hợp, nó làm giảm quang hợp 20 - 30%, trường hợp đặc biết có thể làm giảm quang hợp đến 90% -100%. Sở dĩ như vậy vì quang hô hấp phân huỷ nguyên liệu của quang hợp (ribulozo 1,5 d.P), cạnh tranh ánh sáng với quang hợp, tạo chất độc cho quang hợp (H₂O₂) ...

Hiện nay, chưa có chứng minh nào về vai trò có lợi của quang hô hấp đối với thực vật. Có thể vẫn tồn tại quang hô hấp là do quang hô hấp tham gia duy trì tỷ lệ O₂ nội sinh của lục lạp dưới ngưỡng giới hạn giúp cho quang hợp xảy ra thuận lợi. Cũng có thể quang hô hấp giúp cho cây tồn tại trong điều kiện có cường độ ánh sáng quá mạnh, mà nồng độ CO₂ lại quá thấp và cung cấp một số axit amin cho cây.

Theo GTTBH

DOWNLOAD: