The single-process biochemical reaction of Rubisco: A unified theory and model with the effects of irradiance, CO2 and rate-limiting step on the kinetics of C3 and C4 photosynthesis from gas exchange
Notice bibliographique
Résumé
Photosynthesis is the origin of oxygenic life on the planet, and its models are the core of all models of plant biology, agriculture, environmental quality and global climate change. A theory is presented here, based on single process biochemical reactions of Rubisco, recognizing that: In the light, Rubisco activase helps separate Rubisco from the stored ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP), activates Rubisco with carbamylation and addition of Mg²(+), and then produces two products, in two steps: (Step 1) Reaction of Rubisco with RuBP produces a Rubisco-enediol complex, which is the carboxylase-oxygenase enzyme (Enco) and (Step 2) Enco captures CO₂ and/or O₂ and produces intermediate products leading to production and release of 3-phosphoglycerate (PGA) and Rubisco. PGA interactively controls (1) the carboxylation-oxygenation, (2) electron transport, and (3) triosephosphate pathway of the Calvin-Benson cycle that leads to the release of glucose and regeneration of RuBP. Initially, the total enzyme participates in the two steps of the reaction transitionally and its rate follows Michaelis-Menten kinetics. But, for a continuous steady state, Rubisco must be divided into two concurrently active segments for the two steps. This causes a deviation of the steady state from the transitional rate. Kinetic models are developed that integrate the transitional and the steady state reactions. They are tested and successfully validated with verifiable experimental data. The single-process theory is compared to the widely used two-process theory of Farquhar et al. (1980. Planta 149, 78-90), which assumes that the carboxylation rate is either Rubisco-limited at low CO₂ levels such as CO₂ compensation point, or RuBP regeneration-limited at high CO₂. Since the photosynthesis rate cannot increase beyond the two-process theory's Rubisco limit at the CO₂ compensation point, net photosynthesis cannot increase above zero in daylight, and since there is always respiration at night, it leads to progressively negative daily CO₂ fixation with no possibility of oxygenic life on the planet. The Rubisco-limited theory at low CO₂ also contradicts all experimental evidence for low substrate reactions, and for all known enzymes, Rubisco included.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».