Fotorespirasjon, hos planter en nedbrytingsprosess som er nært knyttet til fotosyntesen. Mens vanlig respirasjon (mørkerespirasjon) foregår både i lys og mørke, er fotorespirasjon en rent lysavhengig prosess som bare foregår i celler som inneholder klorofyll og som har fotosyntese. Felles for de to respirasjonsprosessene er at oksygen forbrukes og karbondioksid, CO2, produseres. Ellers er stoffomsetningen ganske forskjellig. I fotosyntesen bindes CO2 til en 5-karbonforbindelse, ribulosebisfosfat, katalysert av enzymet ribulosebisfosfatkarboksylase, rubisko. Under fotosyntesen vil en betydelig del av karbonet, gjennom Calvinsyklus, inngå i gjendannelse av ribulosebisfosfat. 20–30 % av den CO2 som bindes ved fotosyntesen vil tapes igjen, idet ribulosebisfosfat også kan binde oksygen (oksygenering) og derved spaltes. Dette er innledningen til fotorespirasjonen. CO2 og O2 konkurrerer om det samme substrat på enzymet rubisko. I atmosfæren er partialtrykket av O2 ca. tusen ganger høyere enn trykket av CO2. Det er dette som er årsaken til det høye karbontapet. Hos visse planter, C4-plantene, er forholdet O2/CO2 mye lavere inne i bladet, og fotorespirasjonen er derfor svært lav eller mangler helt. Fotosyntesen er derfor mer effektiv hos C4-plantene enn hos andre planter, C3-plantene.

Mens hele fotosyntesen foregår i kloroplastene, er det bare de første trinn av fotorespirasjonen som foregår i denne organellen. Her dannes glykolsyre, CH2OHCOOH, som overføres til en nærliggende organell, peroksysom. Her oksideres glykol til glyoksylsyre, CHOCOOH. Her kobles også cellens nitrogenomsetning inn, idet glyoksylsyre reagerer med en aminosyre og danner glysin, CH2NH2COOH. Denne overføres så til en tredje organell, mitokondrier. Glysin omsettes her til serin, CH2OHCHNH2COOH, samtidig som både CO2 og NH3 avspaltes. Fra serin skjer det via omsetninger i peroksysomene en overføring av karbon til kloroplasten. Fotorespirasjon kan derfor betraktes som en del av en karbonsyklus, hvor 75 % av karbonet som går inn i syklus føres tilbake.

Fotorespirasjonen er hos de fleste plantene flere ganger sterkere enn vanlig respirasjon. Mens betydningen av respirasjonen bl.a. er energiproduksjon, gir fotorespirasjonen ingen energi. Nettopp dette kan være forklaringen på fotorespirasjonens eksistens, idet den forbruker en del lysenergi som ellers kan ha skadelig virkning på fotosyntesesystemet, såkalt fotoinhibering. En annen forklaring ligger i at på et tidlig trinn i plantenes evolusjon var forholdet mellom CO2 og O2 mye høyere enn i dag. Enzymet rubisko var da aktivt ved CO2-bindingen, men etter hvert som atmosfærens O2-innhold økte, fikk fotosyntesen konkurranse med fotorespirasjonen.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.