광합성과 환경요인

1. 광호흡 - 산소의 영향
녹색식물의 잎에서 빛에 의하여 CO2가 방출되고 O2가 흡수되는 현상을 광호흡(photorespiration)이라고 한다. C3 식물에서는 광호흡때문에 광합성이 산소에 의해 억제되고 비교적 높은 CO2 보상점을 갖게되며 CO2가 방출되는 현상이 일어난다
1950년대부터 높은 농도의 O2나 낮은 농도의 CO2에 잎을 두었을 때 상당한 양의 글리콜산(glycolate)이 합성됨이 알려졌으며, 이로부터 광합성적 탄소산화(photosynthetic carbon oxidation, PCO)회로라고 불리우는 효소경로가 존재하며 글리콜산은 PCO 회로에서 만들어진다는 사실과 글리콜산 대사의 생화학과 가스교환의 결과가 부합된다는 사실이 밝혀졌다. 이는 CO2 고정효소인 rubisco가 옥시게나아제(oxygenase) 활성도 가지고 있기 때문이다.
1.1. 광합성적 탄소산화
PCO 회로는 엽록체, 퍼옥시좀 그리고 미토콘드리아라는 세포소기관이 협동반응하여 이루어진다(그림 9.1). RuBP의 산화가 일어나면 포스포글리콜산이 생성되고, 이것이 PCO 회로에서 대사될 때 두 분자(4탄소)마다 한 개의 탄소가 CO2로 방출되며 다른 세 개의 탄소는 PCR 회로로 되돌아온다. 따라서 각 CO2가 방출될 때 옥시게나…