Galvenā atšķirība starp gaismas reakciju un Kalvina ciklu ir gaismas atkarība no katra fotosintēzes reakcijas veida. Gaismas reakcija fotosintēzē ir atkarīga no gaismas, savukārt Kalvina cikls (jeb tumšā reakcija fotosintēzē) ir neatkarīga no gaismas.
Fotosintēze ir autotrofisks uztura veids, kas notiek augos un citos fotosintēzes organismos, piemēram, aļģēs un zilaļģēs. Tas ir anabolisks pārtikas ražošanas process. Fotosintēze augos notiek divās galvenajās procedūrās. Tie ir gaismas reakcijas process un Kalvina cikls. Fotosintēzes gaismas reakcija ir no gaismas atkarīgs process, kas pārvērš saules enerģiju ķīmiskajā enerģijā. Turpretim Kalvina cikls, ko sauc arī par fotosintēzes tumšo reakciju, ir no gaismas neatkarīgs process.
Kas ir gaismas reakcija?
Hloroplastu tilakoīdu membrānās notiek vieglas fotosintēzes reakcijas. Tās ir no gaismas atkarīgas reakcijas. Tie pārvērš saules enerģiju ķīmiskajā enerģijā, iedarbojoties ar hlorofilu. Gaismas reakcijās ir iesaistītas divas fotosistēmas. Proti, tās ir fotosistēma I un fotosistēma II. Fotosistēmas absorbē gaismu no saules enerģijas avotiem. Viņi absorbē dažādus gaismas viļņu garumus. Pēc tam elektroni fotosistēmās absorbē šo enerģiju un aizraujas. Elektronu akceptori pieņem šos enerģētiskos elektronus.
Attēls 01: Gaismas reakcija
Līdz ar to, pārnesot elektronus, notiek fosforilēšanās, lai iegūtu adenozīna trifosfātu (ATP). Tā kā šis process ir atkarīgs no gaismas, to sauc par fotofosforilāciju. Papildus tam procesā iesaistās ūdens. To sauc par ūdens fotolīzi, kas dod brīvus skābekļa un ūdeņraža jonus. Ūdeņraža jonu gradients ir svarīgs fosforilēšanas procesā, lai izveidotu elektroķīmisko gradientu. Fotosintēzes gaismas reakcijai ir divas kategorijas cikliskas reakcijas un necikliskas reakcijas.
Kas ir Kalvina cikls (tumšā reakcija fotosintēzē)?
Kalvina cikls, ko dēvē arī par fotosintēzes tumšo reakciju, ir gaismas neatkarīga reakcija. Tie notiek hloroplasta stromā. Attiecīgi cukura savienojumu veidošanās ar oglekļa dioksīdu kā izejas savienojumu virza Kalvina ciklu. Tomēr Kalvina ciklā elektroni neaktivizējas. Neorganiskais ogleklis, kas pastāv kā oglekļa dioksīds, fiksējas Kalvina ciklā, veidojot triozes cukurus. Tās ir no enerģijas atkarīgas reakcijas. Kalvina ciklam ir trīs galvenās fāzes; tie ir oglekļa fiksācija, reducēšana un sākotnējā oglekļa savienojuma reģenerācija.
Attēls 02: Kalvina cikls
Pirmais oglekļa akceptors no gaismas neatkarīgajās reakcijās ir 5 oglekļa cukurs, kas pazīstams kā Rubisko bisfosfāts (RuBP). Tādējādi izveidotais sešu oglekļa savienojums sadalās divās trīs oglekļa molekulās, kas pazīstamas kā fosfoglicerīnskābe (PGA). Pēc tam PGA sadalās, veidojot gliceraldehīda – 3 – fosfātu un atjauno RuBP. Tādējādi iegūtais gliceraldehīds – 3 – fosfāts tiek izmantots glikozes ražošanai. Turklāt ir divi galvenie tumšo reakciju veidi. Tie ir C3 ceļš, kas notiek C3 augos, un C4 ceļš, kas notiek C4 augos.
Kādas ir līdzības starp gaismas reakciju un Kalvina ciklu?
- Abi procesi ražo enerģiju ATP veidā.
- Abas ir arī ar enzīmu starpniecību.
- Turklāt abi notiek hloroplastos.
- Turklāt abi procesi notiek autotrofiskajos organismos.
Kāda ir atšķirība starp gaismas reakciju un Kalvina ciklu?
Gaismas reakcija fotosintēzē ir atkarīga no gaismas enerģijas, savukārt Kalvina cikls (jeb tumšā reakcija fotosintēzē) nav atkarīga no gaismas enerģijas. Tāpēc tis ir galvenā atšķirība starp gaismas reakciju un Kalvina ciklu. Vēl viena atšķirība starp gaismas reakciju un Kalvina ciklu ir tāda, ka gaismas reakcija notiek tilakoīda membrānā, savukārt Kalvina cikls notiek hloroplasta stromā.
Turklāt galaproduktos ir atšķirība starp gaismas reakciju un Kalvina ciklu. Tas ir; gaismas reakcijas galaprodukti ir ATP un NADPH, savukārt Kalvina cikla galaprodukts ir glikoze. Tālāk sniegtā infografika par atšķirībām starp gaismas reakciju un Kalvina ciklu sniedz vairāk atšķirību starp abām reakcijām.
Kopsavilkums - viegla reakcija pret Kalvina ciklu
Fotosintēze notiek fotoautotrofos organismos. Ir divu veidu fotosintēzes, kuru pamatā ir to atkarība no gaismas, piemēram, no gaismas atkarīgas reakcijas un no gaismas neatkarīgas reakcijas. Attiecīgi no gaismas neatkarīgas reakcijas sauc arī par Kalvina ciklu. No otras puses, no gaismas atkarīgas reakcijas notiek, iesaistoties fotosistēmām. Tādējādi tas notiek hloroplasta tilakoīdu membrānās. Turpretim Kalvina cikls notiek, veidojot organiskos savienojumus. Attiecīgi tas notiek hloroplasta stromā. Šī ir atšķirība starp gaismas reakciju un Kalvina ciklu.
