Razlika med fotosintezo in fotorespiracijo

The ključna razlika med fotosintezo in fotorespiracijo je, da je fotosinteza je postopek, pri katerem fotoavtrotrofi, predvsem zelene rastline, alge in cianobakterije, ustvarjajo ogljikove hidrate in kisik iz ogljikovega dioksida in vode z uporabo energije na sončni svetlobi, medtem ko je fotorespiracija stranska reakcija, v kateri encim RuBisCO oksigenati RuBP, zaradi česar se nekaj energije, nastale pri fotosintezi, zapravi.

Fotosinteza in fotorespiracija sta dva procesa, ki se pojavita v rastlinah. Vendar je fotosinteza pomemben postopek, medtem ko je fotorespiracija potratni proces. Nekaj ​​energije in fiksnega ogljika zapravlja fotorespiracija z encimom RuBP oksigenaza-karboksilaza. Zato lahko fotorespiracijo označimo kot postopek, ki zmanjšuje učinkovitost fotosinteze v rastlinah.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je fotosinteza
3. Kaj je fotorespiracija
4. Podobnosti fotosinteze in fotorespiracije
5. Primerjava ob strani - fotosinteza in fotorespiracija v tabeli
6. Povzetek

Kaj je fotosinteza?

Fotosinteza je postopek, s katerim zelene rastline, cianobakterije in alge pretvorijo svetlobo v kemično energijo. To je edinstven postopek, ki se pojavlja samo pri fotoavtrotrofih. Ti organizmi zajamejo energijo iz sončne svetlobe in jo pretvorijo v kemično energijo v obliki ogljikovih hidratov, ki jih organizmi lahko izkoristijo kot svojo hrano. Fotosintetski organizmi za svojo hrano niso odvisni od drugih organizmov, za razliko od ljudi in drugih heterotrofov. Svojo hrano pridobivajo s fotosintezo in drugim zagotavljajo tisto, kar so pridelali. V rastlinah fotosinteza poteka v organeli, imenovani kloroplast.

Slika 01: Fotosinteza

Pigmenti, imenovani klorofili, ki vključujejo zajemanje svetlobe. Listi rastlin so glavna mesta fotosinteze v rastlinah. Struktura listov podpira učinkovito fotosintezo z zmanjšanjem izgube vode in učinkovito izmenjavo plinov skozi stomate. Z več koraki se ogljikov dioksid in voda pretvorita v glukozo in kisik s pomočjo energije na sončni svetlobi. V fotosintezi sta dve glavni reakciji. So reakcija, ki je odvisna od svetlobe (reakcija svetlobe) in svetloba neodvisna reakcija (temna reakcija ali cikel Calvin). Svetlobna reakcija proizvaja ATP in NADPH, medtem ko temna reakcija proizvaja molekule sladkorja, ki uporabljajo produkte svetlobne reakcije. Calvin cikel poteka skozi tri glavne korake, in sicer karboksilacijo, redukcijo in regeneracijo. Ker se stranski produkt kisik sprošča v ozračje in je to molekulski kisik tisto, kar dihamo. Ko organizmi potrebujejo energijo, razbijejo te molekule sladkorja predvsem glukozo in proizvedejo ATP (energijske molekule) za svoje celične procese.

Kaj je fotorespiracija?

Fotorespiracija je stranska reakcija cikla Calvin. Med ciklusom Calvin en glavni encim, imenovan RuBP oksigenaza - karboksilaza (rubisco), pretvori RuBP v fosfoglicerraldehid z vključitvijo ogljikovega dioksida. To je običajen postopek proizvajanja molekule glukoze. Vendar pa ima ta encim možnost, da namesto ogljikovega dioksida vključi kisik. To pomeni, da Rubisco lahko uporablja kisik kot svoj substrat namesto ogljikovega dioksida. Ko se to zgodi, sproži zgoraj imenovano procesno fotorespiracijo. Fotorespiracija dejansko izgublja energijo in nekaj fiksnega ogljika.

Slika 02: Fotorespiracija

Poleg tega zmanjšuje sintezo molekul sladkorja (zmanjšuje število molekul sladkorja, ki jih je mogoče proizvesti z običajnim kalvinskim ciklom). Fotorespiracija podpira več pogojev, kot so nizko vsebnost ogljikovega dioksida: količnik kisika, visoka temperatura itd. Ko se temperatura poveča, ima encim rubisco večjo naklonjenost kisiku kot ogljikov dioksid. Zato rastline, ki rastejo v vročih in suhih pogojih, fotorespirajo bolj kot rastline, ki rastejo na drugih območjih. Vendar pa plošče kažejo različne prilagoditve in mehanizme za zmanjšanje fotorespiracije in izgubo energije. En primer so rastline C4.

Kakšne so podobnosti med fotosintezo in fotorespiracijo?

• Obe se pojavita pri rastlinah.
• Sončna svetloba sodeluje pri fotosintezi in fotorespiranju.
• Oba uporabljata encime.
• Pojavijo se znotraj celičnih organelov.

Kakšna je razlika med fotosintezo in fotorespiracijo?

Fotosinteza in fotorespiracija sta v rastlinah dva procesa. Fotosinteza proizvaja živila, medtem ko fotorespiracija zapravlja produkte fotosinteze. Nekatere rastline, ki rastejo v vročih in suhih pogojih, bolj podvržejo fotorespiranju. Zato rastline poskušajo čim bolj zmanjšati fotorespiranje s sprejetjem več mehanizmov.

Spodnja infografija prikazuje več podrobnosti o razliki med fotosintezo in fotorespiracijo v tabeli.

Povzetek - Fotosinteza vs fotorespiracija

Fotosinteza fiksira ogljikov dioksid, medtem ko fotorespiracija izgubi del fiksnega ogljika s fotosintezo. Oba procesa sta encimsko usmerjena. Med fotosintezo se svetlobna energija s fotoavtrofi pretvori v kemično energijo. Potrebuje sončno svetlobo, zelene barvne pigmente, ogljikov dioksid in vodo. Po drugi strani pa fotorespiracija deluje kot stranska reakcija cikla Calvin, v katerem encim rubisco pretvori RuBP v PGA in PG z vključitvijo O₂ namesto CO₂. Fotorespiracija se pojavi pri visoki temperaturi in nizki koncentraciji ogljikovega dioksida. To je razlika med fotosintezo in fotorespiracijo.

Referenca:

1. Brezmejno. "Brezmejna biologija." Lumen, Odprite učbenike SUNY. Na voljo tukaj  
2. "Fotorespiracija." Khan Academy, Khan Academy. Na voljo tukaj  

Vljudnost slik:

1. "10187194256" podjetja Zappys Technology Solutions (CC BY 2.0) prek Flickr
2. "Photorespiration allgemein" avtor Yikrazuul (pogovor) - Lastno delo, (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia