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光呼吸作用意即在光罩下能完成呼吸作用。對C3植物而言,光呼吸作用是必然發生的作用,理由很簡單:因為大氣中O2濃度(20.9%)比CO2濃度(0.0352%)高很多!C3植物的葉肉中所有海綿組織細胞和柵狀組織細胞都利用rubisco來固定二氧化碳,空氣由氣孔進入後直接接觸葉肉細胞,氧氣和二氧化碳會競爭rubisco和RuBP,雖然rubisco對二氧化碳的結合力較氧氣強,但懸殊的濃度差異使得光呼吸作旺盛而暗反應的固碳作用下降,且光呼吸作用還會消耗RuBP轉變為CO2而流失,更不利於卡爾文循環的進行。換言之,光呼吸作用愈強,愈不利於光合作用的進行。光呼吸作用顯然對C3植物而言是有害的,以豌豆為例,光呼吸作用約減少了卡爾文循環50%的固碳作用,在植物固定能量的效益上這是很大的損失。既然這種損失在高等的被子植物如此常見,很自然的我們會質疑光呼吸作用何以會存在於植物界?難道光呼吸作用尚有我們未知的益處存在?科學家經過多年的研究,到目前為止仍然未發現任何光呼吸有利於植物生存的益處。因此現在對於光呼吸作用之所以存在的解釋,最被接受的假說是認為:光呼吸作用是一種演化的遺跡。當rubisco剛演化出來時,古老的大氣中,氧氣的濃度很低,而二氧化碳的濃度很高,rubisco的活化位(active site)並無法分辨氧氣分子和二氧化碳分子。光呼吸作用能完成上述功能。