光呼吸的最終階段是什麼

光呼吸(Photorespiration)是植物中的一種代謝過程,它與光合作用相關,但實際上是一個損耗能量的過程。光呼吸的發生是因為植物葉肉細胞中的 Rubisco 酶(核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶)具有雙重功能:它既可以用來將二氧化碳(CO2)固定成三碳化合物(C3),從而參與光合作用,也可以在氧氣(O2)濃度較高時,將氧氣加氧成過氧化氫(H2O2),從而開始光呼吸過程。

光呼吸的過程大致分為以下幾個階段:

  1. 啟動階段:Rubisco 酶在氧氣濃度較高時,將氧氣加氧成過氧化氫(H2O2)。

  2. 過氧化氫分解階段:過氧化氫酶(CAT)將 H2O2 分解成水和氧氣。

  3. 乙醇酸循環階段:過氧化氫分解過程中產生的乙醇酸(GA)會離開葉肉細胞,進入維管束鞘細胞,在那裡參與乙醇酸循環(Glycolate cycle),最終生成二氧化碳、水和一些有機酸。

  4. 最終階段:乙醇酸循環的最後一步是將二氧化碳釋放回細胞中,這個階段也被稱為光呼吸的最終階段。釋放的二氧化碳可以被重新捕獲並用於光合作用,但是這個過程整體上是一個能量損耗的過程,因為它消耗了光合作用產生的氫和 ATP,但沒有產生糖或其他有機物。

光呼吸在植物中普遍存在,尤其是在高溫、低二氧化碳濃度和高氧氣濃度的環境中。雖然光呼吸是一個能量損耗的過程,但它也有一些重要的功能,比如幫助植物抵抗高溫和乾旱 stress,以及清除細胞中的活性氧(ROS)。