PhotorespirationYouTube↗  IA↗(long shot)
Education  109.7K views 305 likes 11 dislikes   23 Jun 2016
Khan Academy 9.4M subscribers United States YouTube↗


Please select the problem
You must specify your email and describe the problem in detail
Describe your problem in detail if it's not obvious

Contributed subtitles
Bulgarian Sevda Boyanova
Click to Play Video Click to Play Video
- [Voiceover] We have other videos that go
Имаме и други видеа,
into some depth on the Calvin cycle,
в които говорим за цикъла на Калвин,
and we'll refer to that in this video
но в това видео ще го наричаме
as the normal Calvin cycle,
нормален цикъл на Калвин,
and the focus of this video is really a quirk
защото фокусът ни ще
that diverts us from the normal Calvin cycle,
е върху път, който ни отдалечава от нормалния цикъл на Калвин
and it's a quirk due to this enzyme right here
чрез ето този ензим.
whose shorthand name is rubisco.
Краткото му име е РуБисКО.
So to get an appreciation for that quirk,
За да разберем тази необичайност в цикъла на Калвин,
let's first do a very quick overview
нека първо преговорим
of a normal Calvin cycle.
нормалния цикъл на Калвин.
So we can start at any point,
Можем да започнем от всяка точка,
but I'll start at the point that is typically
но ще започна от тази тук, от която
started at,
обикновено се започва.
and we can start with this five carbon molecule.
Можем да започнем с тази молекула с пет въглеродни атома.
And we're visualizing just the carbons here for simplicity.
Тук изобразяваме само въглеродните атоми за улеснение.
So each of these grey circles represent a carbon.
Всяко от тези сиви кръгчета е един въглероден атом.
There's other atoms a part of this molecule,
Има и други атоми, които са част от тази молекула,
but we're not drawing them,
но не сме ги нарисували,
and that's because the carbon accounting is
защото атомите, които ни интересуват най-много
what is interesting in--
в цикъла на Калвин са въглеродните.
Well, not only the Calvin cycle,
Не само в нормалния цикъл на Калвин,
but also this variation, this diversion
но и в тази негова вариация,
that we're going to see,
за която ще говорим.
that we're gonna call photo-respiration.
Тя се нарича фотодишане.
So, right over here, I've set it up so
Представил съм я ето тук.
that I have six molecules of this.
Имаме шест от тези молекули.
We call this ribulose one, five, bisphosphate,
Наричаме ги рибулозо-1,5-бифосфат,
but because it's a mouthful,
но тъй като тоза е доста дълго,
the shorthand notation is R-U-B-P.
сме го съкратили до РуБФ.
Sometimes people might say Roo-B-P,
--
or I guess you could even say Rube-P somehow,
--
but each of these six Rube-P, or RuBPs,
Всяка от тези шест молекули РуБФ
can then react with a carbon dioxide.
може да реагира с въглероден диоксид.
So if I have six RuBPs,
Имаме шест РуБФ,
well, they're gonna react with six carbon dioxides,
те ще реагират с шест молекули въглероден диоксид.
and so one way to think about it is,
Можем да разглеждаме това
it's fixing the carbon in that carbon dioxide.
като фиксиране на въглерода от въглеродния диоксид.
It's taking this carbon that's part
Взимаме този въглерод
of this gaseous carbon dioxide,
от газообразния въглероден диоксид
and fixing it as part of an organic molecule.
и го фиксираме като част от органична молекула.
Now, you might be tempted to say,
Може да се изкушиш да кажеш,
well, it's gonna create six carbon molecules,
че това ще доведе до получаването на шест молекули с по шест въглеродни атома,
but then those will immediately become
но те веднага ще се превърнат
12 three carbon molecules.
в 12 молекули с по три въглеродни атома.
And notice, and it's important to keep doing this.
Забележи, важно е това да продължава да се случва.
Pause the video if you need to.
Можеш да сложиш видеото на пауза, ако искаш.
You can make sure that the carbons are all accounted for.
Не сме пропуснали нито един въглероден атом.
Right over here, how many carbons do we have?
Колко въглеродни атома имаме тук?
Well, we have six times five,
Имам шест по пет,
so that's 30 carbons right over here,
това са 30 въглеродни атома.
and here we have six times one carbon,
А тук имаме шест по един въглероден атом,
so that's six carbons right over here.
значи имаме шест въглеродни атома.
So if we wanna account for all of our carbons,
Общо тук трябва да имаме
we should have 36 carbons right over here,
36 въглеродни атома.
and we do.
--
We have 12 three carbon molecules.
Тук имаме 12 молекули с по три въглеродни атома.
This three carbon molecules,
Тази молекула с три въглеродни атома
when we go into some detail here
се казва фосфоглицерат,
in the video on the Calvin cycle,
както ще видим във видеото
it's called three phosphoglycerate,
за нормалния цикъл на Калвин.
but that's not what the focus is on this video.
Но не това е фокусът на настоящето видео.
The focus of this video is the enzyme
Фокусът е ензимът, който
that actually does the fixing
фиксира
of the carbon along with the RuBP.
въглерод към РуБФ.
And that enzyme, that character,
За този необичаен
the character with the quirks that we're going
ензим
to talk about, the shorthand, its name,
ще говорим.
you could call it ribulose one, five, bisphosphate
Можем да го наричаме
oxygenase-carboxylase,
рибулозо-1,5-бифосфат окисегеназа-карбоксилаза,
but that's even more of a mouthful than RuBP,
но това е по-дълго и от рибулозо-1,5-бифосфат,
so people call it the nice friendly name rubisco,
затова хората го наричат с приятното име РуБисКО.
rubisco for short.
За по-кратко - РуБисКО.
But you can learn a lot about what rubisco does
Можем да разберем много за функциите на РуБисКО
from its name right over here,
от името му.
and you can even learn a little bit about its quirk
Можем да разберем и за някои от странностите
that we're about to talk about.
му, за които ще говорим.
So it obviously involves ribulose one, five bisphosphate,
Можем да се досетим, че в реакцията, катализирана от този ензим
and it does indeed involve that,
ще участва рибулозо-1,5-бифосфат,
and then you see oxygenase, dash, carboxylase.
след това виждаме оксигеназа-карбоксилаза.
Well, the carboxylase is what tells us
Карбоксилаза ни казва, че
that it can deal with the carbon dioxide right over here.
ще си имаме работа и с въглероден диоксид.
The carbon dioxide can be one of the substrates
Въглеродният диоксид може да е един от субстратите
in a reaction with the ribulose one, five, bisphosphate.
в реакцията с рибулозо-1,5-бифосфата.
And so that's exactly what it's doing in this reaction.
Точно това ще се случи в тази реакция.
In a normal Calvin cycle,
При нормалния цикъл на Калвин,
it's acting as a carboxylase.
РуБисКО изпълнява фукцията на карбоксилаза.
It is fixing that carbon.
Фиксира въглерод.
It's making it part of,
--
if you view, you know, if you view that carbon--
--
Actually, I won't do it that way
--
because here we have 12 as many.
--
But it's taking these carbon molecules,
Взима тези молекули въглероден диоксид
and it's fixing them into organic molecules,
и фиксира въглерода от тях в органични молекули
some of which can eventually be used
някои, от които могат да бъдат, използвани
to create glucose.
за създаването на глюкоза.
And that's what happens in a typical Calvin cycle.
Това се случва в типичния цикъл на Калвин.
We use up some NadPhs.
Използваме малко НАДФН,
We use up some ATPs,
малко АТФ
and we go down.
и продължаваме
Through this cycle, eventually,
през цикъла.
we create some G3Ps, which are also
Създаваме 12 молекули глицералдехид-3-фосфат (G3P),
three carbon molecules.
които имат по три въглеродни атома.
G3P is short for glyceraldehyde three phosphate,
G3P идва от глицералдехид-3-фосфат,
for those of you who are interested,
ако се интересуваш.
and then, if we use this accounting of those 12,
От тези 12 молекули,
10 go back through the Calvin cycle
10 продължават в цикъла на Калвин,
to regenerate our ribulose one, five, bisphosphate,
за да регенерират рибулозо-1,5-бифосфата.
and two of them exit the Calvin cycle,
Две от тях напускат цикъла на Калвин и
and then can be used to produce
могат да се използват за производноството на
one six carbon glucose.
една молекула с шест въглеродни атома - глюкоза.
And so that's what happens
Това е цикълът на Калвин,
when everything is fine and dandy.
всичко с него е наред.
That's what the Calvin cycle's purpose is,
Това е целта на цикъла на Калвин,
is to be able to have a store of energy
да съхрани енергия
in the form of a glucose.
под формата на глюкоза.
Now, you might have already gotten a little bit
Може би вече загатнахме функциите на РуБисКО,
of the foreshadowing from rubisco's name.
когато говорихме за името му.
Well, maybe it sometimes acts as an oxygenase.
Понякога може да има и фунцкия на оксигеназа,
So instead of fixing carbon,
така че вместо да фиксира въглерод,
maybe sometimes it fixes oxygen,
понякога фиксира кислород.
and that is indeed the quirk that I'm talking
Това е странността на РуБисКО,
about of rubisco.
за която говоря.
So in photo-respiration,
При фотодишането,
instead of fixing carbon,
вместо да фиксира въглерод,
it fixes oxygen along with the ribulose
той фиксира кислород към
one, five, bisphosphate.
рибулозо-1,5-дифосфата.
And you might say, "Why does it do that?"
Може да попиташ, "Защо го прави?".
And the answer is, well, that's a really good question.
Отговорът е, че това е много добър въпрос.
Some folks think, well, that's just one of these
Някои хора го смятат за
inefficiencies of a biological process.
липса на ефективност в биологичния процес.
It really shouldn't do it.
Не би трябвало да се случва.
It's in some ways detrimental to the plant.
Това може да е пагубно за растението.
It could be a side effect, a legacy feature,
А може да е завещание за следващите поколения
or side effect from ancient evolution
или станичен ефект от древната еволюция,
when there was very little oxygen in the atmosphere,
когато е имало много малко кислород в атмосферата.
and so this didn't seem like that bad
Тогава това не е изглеждало лошо
of an inefficiency.
или неефективно.
But it does happen, and in particular,
Но то се случва и днес, особено
the times where photo-respiration is more likely to happen
при типични растения,
with typical plants, often referred to as C three plants,
наречени С3 растения.
and C three is referred to because the first product
Наричат се С3 растения, тъй като първият продукт
when you fix the carbon is a three carbon molecule.
от фиксацията на въглерод е молекула с три въглеродни атома.
But this typically happens, or this happens
Това обикновено се случва
with typical plants in hotter than normal weather.
при типични растения, когато времето е по-топло от обикновено.
So let me write this down,
Ще го нарисувам
and I'll write it in a hot color.
и ще го напиша в ярък цвят.
Hot, hot conditions.
Горещи условия.
That's where it typically happens
Обикновено се в обикновени растения,
with typical plants,
когато времето е много горещо.
and why hot conditions?
Но защо горещи условия?
Well, in hot conditions, first of all,
При високи температури
rubiso has more affinity.
РуБисКо има по-висок афинитет
Rubisco's affinity,
към кислорода.
affinity to O2 increases.
Афинитетът му към кислород се увеличава.
So under normal conditions,
При нормални условия
it tends to have more affinity for carbon dioxide,
има по-голям афинитет към въглеродния диоксид,
but under hot conditions,
но при горещи условия --
these proteins are--
No protein is perfect.
Никой белтък не е перфектен.
It can morph a little bit,
Този белтък може да се измени малко,
so it has more affinity to molecular oxygen,
така че афинитетът му към молекулен кислород се увеличава.
and also, under hot conditions,
При горещи условия
plants are worried about conserving water,
растенията искат да съхранят вода,
and so they will close their stomata,
затова затварят устица си.
stomata, stomata closed,
Устицата са затворени,
to preserve water, but when the stomata are closed,
за да съхранят вода, но когато са затворени
you have CO2 can't diffuse in,
въглеродният диоксид не може да проикне навътре чрез дифузия,
can't diffuse in,
не може да премине навътре,
and O2 can't diffuse out,
а кислородът не може да излезе навън чрез дифузия,
can't diffuse out.
не може да премине навън.
So your ratio of O2 to CO2 increases.
Отношението между О2 и СО2 се увеличава.
So O2 to CO2 ratio,
Отношението на О2 към СО2
ratio increases.
се увеличава.
So under hot weather,
Затова при горещо време
the rubisco just wants to work with the oxygen more.
РуБисКо иска да работи с кислорода повече, отколкото с въглеродния диоксид.
It typically wants to work with the carbon dioxide,
Обикновено иска да работи с въглеродния диоксид,
and also, because the stomata's closed,
но тъй като устицата са затворени
and you don't have as easy diffusion,
нямаме лесна дифузия.
well, this ratio is going to increase.
Това отношение ще се увеличи.
And so, things are just more likely to react
Така че има по-голяма верятност ензима да реагира
with the oxygen,
с кислород.
especially the rubisco's more likely to bump
Има по-голям шанс РуБисКо да се
into it in the right way
срещне по точния начин с кислород,
than it is with the carbon dioxide.
отколкото с въглероден диоксид.
But let's think a little bit about why
Но да помислим защо този процес
this is inefficient.
е нефективен.
Well, in this case, it's fixing the oxygen,
Ако фиксира кислород,
and so it's not gaining those carbons
растението няма да извлече полза от тези въглеродни атоми,
like we just saw in the typical or the normal Calvin cycle,
както при нормалния цикъл на Калвин.
and so here, and you can account--
--
I encourage you to keep pausing the video
Можеш да сложиш видеото на пауза
and account for the carbons,
и да преброиш въглеродните атоми.
but here, you can no longer produce
Но тук не можем да произведем
your 12 three carbon molecules,
12 молекули с по три въглеродни атома,
'cause you're not getting these six carbons over here,
защото не получаваме тези шест въглеродни атома оттук.
so instead, you can only produce six
Вместо това можем да произведем само шест
of those three carbon molecules,
от тези три-въглеродни молекули,
and then another six of a two carbon molecule
както и още шест молекули с по два въглеродни атома,
called phosphoglycolate,
наречени фосфогликолат.
and once again, I'm not showing all of the oxygens
На тази схема отново не са показани кислородните атоми,
and I'm not showing all the phosphates.
нито всичките фосфати.
I'm just accounting for the carbons.
Показал съм само въглеродните атоми.
And so, this seems like a pretty bad loss.
Така че фиксирането на кислород изглежда като доста голяма загуба.
You're not able to use those carbons right over there.
Растението не може да използва тези въглеродни атоми.
Well, evolution has given us pathways
Но еволюцията е намерила начин
to at least start to salvage some of it.
да спаси поне някои от тях.
But it's a pretty intense pathway
Това е доста сложен път
to get back some of those carbons,
за връщането на няколко въглеродни атома.
and the reason why it wants to get back
Причината растението да иска да си върне
some of those carbons is because,
някои от тези въглеродни атоми е,
remember, at the end of the day,
че в крайна сметка иска
you want to attempt to produce some glucose,
да произведе глюкоза.
and you wanna have the typical or the normal
Иска нормалният
Calvin cycle continue to happen,
цикъл на Калвин да продължи да протича.
but just so you get a sense of what the salvage pathway
Ще ти дам само идея за това как изглежда
looks like,
този "спасителен" механзъм.
this two carbon molecule right over here,
Тази молекула с два въглеродни атома тук
it has to be converted to glycolate,
трябва да се превърне в гликолат.
then that has to go to the peroxisomes
След това трябва да отиде до пероксизомите,
where it becomes glycine
където се превръща в глицин,
to the mitochondrion,
който се отправя към митохондриите.
and you see this whole process here
Тук виждаш целия процес, който протича,
just to be able to salvage it
за да могат да се спасят още няколко въглеродни атома
into a few more of the three carbon molecules,
и да се превърнат в молекули с по три въглеродни атома.
and that's essentially what happens right over here.
Всичко това се случва тук.
We get three more of the three carbon molecules,
Взимаме още три от три-въглеродните молекули,
but we do lose, for the way I've accounted of it,
но губим
three molecules of carbon dioxide,
три молекули въглероден диоксид.
and this one way that why it's called,
Това е една
or one reasoning for why it's called
от причините този процес
photo-respiration.
да се нарича фотодишане.
Respiration, we use oxygen,
При дишането използваме кислород
and we produce carbon dioxide,
и произвеждаме въглероден диоксид.
and that's exactly what's happening.
Точно това се случва тук.
We're using oxygen, and we're producing carbon dioxide.
Използваме кислород и произвеждаме въглероден диоксид.
And so, as you see, the mechanism,
Този механизъм прави
it kind of makes the Calvin cycle--
цикъла на Калвин
It disrupts it, or makes it less efficient.
по-малко ефективен.
And so, once again, why does this happen?
И да повторим - защо се случва?
Well, it could just be a biological quirk
Може би е биологична странност,
that has not been selected strongly enough against,
която не е отстранена при естествения отбор,
or some people believe it actually has some
а някои хора смятат, че
not so well understood mechanism,
процесът включва някакъв недобре проучен механизъм,
and it somehow helps the plant in some way,
който по някакъв начин е в помощ на растението.
but it's a really interesting thing that goes on,
Но това е много интересен процес,
and, you know, rubisco is not just some
РуБисКо не е просто някаква
very fringe molecule.
незначителна молекула.
As you see, it's central to the Calvin cycle,
Той е ензим с централна функция в цикъла на Калвин.
and if you look at plant matter,
Ако разгледаме растителната материя,
in particular plant leaves,
особено листата,
it'll represent roughly 20%
ще видим, че РуБисКо представлява около 20%
of the protein mass in those plant leaves.
от белтъчната маса на листата.
So it's a very common protein slash enzyme,
Той е много често срещан белтък/ензим.
but it's got this quirk,
Но си има своята странност.
this quirk that takes the plant down the path
която кара растението
of photo-respiration.
да извършва процесът фотодишане.
Similar videos:

Sikhism introduction | World History | Khan Academy
Khan Academy
452.6K views 6.5K likes 349 dislikes 02 Jun 2017100% match

Kirchhoff's voltage law | Circuit analysis | Electrical engineering | Khan Academy
Khan Academy
484K views 1.9K likes 269 dislikes 19 May 2016100% match

Biology overview
Khan Academy
569.4K views 875 likes 33 dislikes 14 Mar 2016100% match



Photorespiration
Khan Academy
294.8K views 846 likes 40 dislikes 05 Feb 2010100% match


Gel electrophoresis | Biomolecules | MCAT | Khan Academy
Khan Academy
191.3K views 758 likes 14 dislikes 01 Jun 2016100% match

Run-ons and comma splices | Syntax | Khan Academy
Khan Academy
196.3K views 756 likes 39 dislikes 23 Aug 2016100% match

Modal verbs | The parts of speech | Grammar | Khan Academy
Khan Academy
274K views 1.4K likes 105 dislikes 28 Mar 2016100% match

Subordinating conjunctions | The parts of speech | Grammar | Khan Academy
Khan Academy
385.3K views 2.9K likes 243 dislikes 25 May 2016100% match

The water cycle | Ecology | Khan Academy
Khan Academy
466.2K views 2.4K likes 355 dislikes 26 Aug 2016100% match

Proportion word problem (example 2) | 7th grade | Khan Academy
Khan Academy
192.9K views 112 likes 25 dislikes 23 Jun 2015100% match

Intermediate value theorem example | Existence theorems | AP Calculus AB | Khan Academy
Khan Academy
178.8K views 182 likes 11 dislikes 15 Jul 2016100% match

Bond enthalpy and enthalpy of reaction | Chemistry | Khan Academy
Khan Academy
170.1K views 673 likes 55 dislikes 26 May 2016100% match

Limits by rationalizing | Limits and continuity | AP Calculus AB | Khan Academy
Khan Academy
199.8K views 201 likes 14 dislikes 13 Jul 2016100% match

Khan Academy Live: SAT Reading Class
Khan Academy
362.9K views 6.2K likes 132 dislikes 06 Mar 2017100% match

What is an operational amplifier?
Khan Academy
705.4K views 6.5K likes 190 dislikes 25 Jul 201645% match

Lac operon
Khan Academy
599.9K views 6.1K likes 92 dislikes 23 Jun 201645% match

The scientific method
Khan Academy
1M views 4.3K likes 375 dislikes 15 Mar 201645% match

C-4 Photosynthesis
Khan Academy
407.2K views 1.6K likes 36 dislikes 05 Feb 201032% match


Photosynthesis: Calvin Cycle
Khan Academy
1.2M views 4.8K likes 189 dislikes 02 Feb 201031% match


Steps of glycolysis | Cellular respiration | Biology | Khan Academy
Khan Academy
1.6M views 9.3K likes 398 dislikes 25 Aug 201530% match

Photosynthesis
Khan Academy
2M views 7.9K likes 271 dislikes 02 Feb 201028% match




Introduction to cellular respiration | Cellular respiration | Biology | Khan Academy
Khan Academy
2.9M views 13.3K likes 452 dislikes 08 Dec 200927% match




Photosynthesis | Crash Course biology | Khan Academy
Khan Academy Partners
99.7K views 0 likes 0 dislikes 25 Apr 201927% match

Hemoglobin | Human anatomy and physiology | Health & Medicine | Khan Academy
Khan Academy
862.5K views 4K likes 146 dislikes 10 Feb 201026% match




CAM Plants
Khan Academy
276.3K views 991 likes 21 dislikes 05 Feb 201026% match


DNA replication and RNA transcription and translation | Khan Academy
Khan Academy
2.5M views 14.2K likes 685 dislikes 10 Dec 201425% match

Half-life and carbon dating | Nuclear chemistry | Chemistry | Khan Academy
Khan Academy
561.3K views 1.4K likes 83 dislikes 11 Sep 200925% match


ATP and respiration | Crash Course biology| Khan Academy
Khan Academy Partners
121.4K views 0 likes 0 dislikes 25 Apr 201925% match

Overview of glycolysis | Cellular respiration | Biology | Khan Academy
Khan Academy
2.3M views 8.5K likes 335 dislikes 10 Dec 200925% match





Settings Privacy About Contact Donate