โฟโตเรสไพเรชัน

การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ของ RuBP ต้องใช้เอนไซม์รูบิสโกซึ่งอยู่ในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ เอนไซม์นี้นอกจากกระตุ้นให้ RuBP ตรึงคาร์บอนไดออกไซด์แล้วยังสามารถกระตุ้นให้ RuBP ตรึงออกซิเจนได้อีกด้วย จากสมบัติเอนไซม์รูบิสโกดังกล่าวจึงทำให้ความสามารถในการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ในการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชหลายชนิดลดลง เนื่องจากออกซิเจนจะแข่งขันกับคาร์บอนไดออกไซด์ในการทำปฏิกิริยากับ RuBP
พืชตรึงออกซิเจนด้วย RuBP ซึ่ง RuBP จะถูกสลายเป็นสารประกอบคาร์บอน 2 อะตอม และกระบวนการทางชีวเคมีที่พืชใช้ในการนำคาร์บอนนี่กลับมาใช้สร้าง RuBP ขึ้นใหม่จะมีการสูญเสียคาร์บอนในรูปคาร์บอนไดออกไซด์บางส่วน ดังนั้นโดยรวมจะพบทั้งการตรึงออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ของพืชในขณะที่ได้รับแสง จึงเรียกว่า โฟโตเรสไพเรชัน (photorespiration) ซึ่งต่างจากการหายใจ หรือการสลายสารอาหารตามปกติ เพราะโฟโตเรสไพเรชันจะเกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์ที่มีคลอโรพลาสต์เท่านั้น นอกจากนี้ปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับโฟโตเรสไพเรชันก็แตกต่างจากการสลายอาหารที่เกิดขึ้นในเซลล์
ในสภาพอากาศปกติการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์และการตรึงออกซิเจนดำเนินไปพร้อม ๆ กันโดยมีสัดส่วนการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ต่อการตรึงออกซิเจนในอัตราส่วน 3 ต่อ 1 แต่สัดส่วนนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนในเซลล์ ปัจจุบันมีการทดลองที่แสงให้เห็นว่าโฟโตเรสไพเรชันจะช่วยป้องกันความเสียหายให้แก่ระบบการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใบพืชอยู่ในสภาพที่ได้รับแสงมากแต่มีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์น้อย เช่น ในกรณีที่ปากใบปิดเพราะพืชขาดน้ำ ทำให้พืชได้รับแสงมาก แต่มีคาร์บอนไดออกไซด์ให้ตรึงน้อย โฟโตเรสไพเรชันจะช่วยใช้สารพลังงานสูงที่สร้างได้มากเกินความต้องการจากปฏิกิริยาแสง