độ CO2 trong các xoang khí của lá bị giảm thì nồng độ O2 giải phóng từ
pha sáng của quang hợp tăng lên. Những tình huống trên tạo nên quá trình
gọi là quang hô hấp.
Quá trình được gọi là quang hô hấp bởi vì nó xảy ra trong ánh sáng
(quang) và tiêu thụ O2 và sản sinh CO2 (hô hấp). Tuy nhiên, không giống
như quá trình hô hấp tế bào bình thường, quang hô hấp không sản sinh ATP,
mà ngược lại tiêu thụ ATP. Cũng không giống quang hợp, quang hô hấp
không sản sinh ra chất hữu cơ. Như vậy, quang hô hấp làm giảm năng suất
quang hợp, thể hiện ở chỗ vì có sự chuyển đổi sản phẩm của chu trình
Calvin. Bình thường quang hợp sử dụng enzym Rubisco để cố định CO2,
chuyển hóa RuBP thành chất G3P, từ đó tạo thành đường và các sản phẩm
hữu cơ khác. Trong trường hợp quang hô hấp thì enzym Rubisco lại liên kết
với O2 (vì nồng độ O2 cao trong khi nồng độ CO2 thấp) chuyển hóa RuBP
thành 2 - cacbon photphoglicolat. Chất này không có ích cho cây nên sẽ bị
phân hủy.
Trong đa số loài cây, kể cả cây lương thực, quang hô hấp làm giảm 50%
năng suất quang hợp. Các nhà trồng trọt rất quan tâm nghiên cứu hiện tượng
quang hô hấp bởi vì ức chế và loại trừ được quang hô hấp sẽ giúp tăng cao
sản phẩm quang hợp và từ đó tăng cao sản lượng mùa màng. Trong một số
loài cây, đặc biệt là những cây ở vùng khí hậu khô nóng, có nhiều cơ chế
thích nghi để giảm thiểu quang hô hấp và làm tối ưu chu trình Calvin. Hai
hiện tượng thích nghi quan trọng như thế được quan sát thấy ở thực vật C4
và thực vật CAM.
1.4.5. Thực vật C3 và thực vật C4
Đối với đa số thực vật có cơ chế tổng hợp chất đường G3P (là nguyên
liệu để tổng hợp glucoz và các chất hữu cơ khác nhau) như ta đã xem xét ở
trên đây. Chất G3P là chất đường 3 cacbon cho nên con đường tổng hợp
chất hữu cơ thông qua chất G3P được gọi là con đường C3 và thực vật đó
được gọi là thực vật C3.
