Galvenā atšķirība starp fotosintēzi un fotoelpošanu ir tā, ka fotosintēze ir process, kurā fotoautotrofi, galvenokārt zaļie augi, aļģes un zilaļģes, ģenerē ogļhidrātus un skābekli no oglekļa dioksīda un ūdens, izmantojot saules gaismas enerģiju, kamēr fotoelpošana ir blakus. reakcija, kurā enzīms RuBisCO piegādā RuBP ar skābekli, izraisot daļu no fotosintēzes radītās enerģijas izšķērdēšanas.
Fotosintēze un fotoelpošana ir divi procesi, kas notiek augos. Tomēr fotosintēze ir svarīgs process, savukārt fotoelpošana ir izšķērdīgs process. Daļa enerģijas un fiksētā oglekļa tiek izšķērdēta fotorespirācijas rezultātā ar fermentu, ko sauc par RuBP oksigenāzi-karboksilāzi. Tādējādi fotoelpošanu var saukt par procesu, kas samazina fotosintēzes efektivitāti augos.
Kas ir fotosintēze?
Fotosintēze ir process, kurā zaļie augi, zilaļģes un aļģes pārvērš gaismas enerģiju ķīmiskajā enerģijā. Tas ir unikāls process, kas notiek tikai fotoautotrofos. Šie organismi uztver enerģiju no saules gaismas un pārvērš to ķīmiskajā enerģijā ogļhidrātu veidā, ko organismi var izmantot kā pārtiku. Fotosintētiskie organismi, atšķirībā no cilvēkiem un citiem heterotrofiem, pārtika nav atkarīgi no citiem organismiem. Viņi paši ražo pārtiku, izmantojot fotosintēzi, un nodrošina citus ar to, ko viņi ražo. Augos fotosintēze notiek organellā, ko sauc par hloroplastu.
Attēls 01: Fotosintēze
Pigmenti, ko sauc par hlorofiliem, ir iesaistīti gaismas uztveršanā. Augu lapas ir galvenās augu fotosintēzes vietas. Lapu struktūra atbalsta efektīvu fotosintēzi, samazinot ūdens zudumus un veicot efektīvu gāzes apmaiņu caur stomatu. Izmantojot vairākas darbības, oglekļa dioksīds un ūdens, izmantojot saules gaismas enerģiju, pārvēršas par glikozi un skābekli. Fotosintēzē ir divas galvenās reakcijas. Tās ir no gaismas atkarīga reakcija (gaismas reakcija) un no gaismas neatkarīga reakcija (tumšā reakcija vai Kalvina cikls). Gaismas reakcija rada ATP un NADPH, savukārt tumšā reakcija rada cukura molekulas, izmantojot gaismas reakcijas produktus. Kalvina cikls norit trīs galvenajos posmos, proti, karboksilēšana, reducēšana un reģenerācija. Kā blakusprodukts skābeklis tiek izlaists atmosfērā, un tas ir molekulārais skābeklis, ko mēs elpojam. Kad organismiem nepieciešama enerģija, tie sadala šīs cukura molekulas galvenokārt glikozi un ražo ATP (enerģijas molekulas) saviem šūnu procesiem.
Kas ir fotoelpošana?
Fotoelpošana ir Kalvina cikla blakusreakcija. Kalvina cikla laikā viens galvenais enzīms, ko sauc par RuBP oksigenāzi – karboksilāze (rubisco), pārvērš RuBP par fosfogliceraldehīdu, iekļaujot tajā oglekļa dioksīdu. Tas ir normāls glikozes molekulas ražošanas process. Tomēr šim fermentam ir spēja iekļaut skābekli, nevis oglekļa dioksīdu. Tas nozīmē, ka Rubisco kā substrātu var izmantot skābekli, nevis oglekļa dioksīdu. Kad tas notiek, tas sāk iepriekš saukto fotorespirācijas procesu. Fotoelpošana faktiski tērē enerģiju un daļu fiksētā oglekļa.
Attēls 02: Fotoelpošana
Turklāt tas samazina cukura molekulu sintēzi (samazina cukura molekulu skaitu, kuras var ražot parastajā Kalvina ciklā). Fotoelpošanu veicina vairāki apstākļi, piemēram, zems oglekļa dioksīda līmenis: skābekļa attiecība, augsta temperatūra utt. Kad temperatūra paaugstinās, rubisko enzīmam ir lielāka afinitāte pret skābekli nekā oglekļa dioksīdam. Tādējādi augi, kas aug karstos un sausos apstākļos, vairāk pakļauti fotoelpošanai nekā augi, kas audzēti citos apgabalos. Tomēr platēm ir dažādi pielāgojumi un mehānismi, lai samazinātu fotoelpošanu un enerģijas zudumu. Viens piemērs ir C4 augi.
Kādas ir līdzības starp fotosintēzi un fotoelpošanu?
- Abi sastopami augos.
- Saules gaisma ir saistīta ar fotosintēzi un fotoelpošanu.
- Abi izmanto fermentus.
- Tie atrodas šūnu organellās.
Kāda ir atšķirība starp fotosintēzi un fotoelpošanu?
Fotosintēze un fotoelpošana ir divi augos notiekošie procesi. Fotosintēze ražo pārtiku, savukārt fotoelpošana izšķiež fotosintēzes produktus. Daži augi, kas aug karstos un sausos apstākļos, vairāk pakļauti fotoelpošanai. Tāpēc augi cenšas samazināt fotoelpošanu, izmantojot vairākus mehānismus.
Tālāk esošajā infografikā tabulas veidā ir sniegta sīkāka informācija par atšķirību starp fotosintēzi un fotoelpošanu.
Kopsavilkums - fotosintēze pret fotoelpošanu
Fotosintēze fiksē oglekļa dioksīdu, savukārt fotoelpošana fotosintēzes rezultātā izšķiež daļu fiksētā oglekļa. Abi procesi ir enzīmu vadīti. Fotosintēzes laikā gaismas enerģija fotoautotrofu ietekmē pārvēršas ķīmiskajā enerģijā. Tam nepieciešama saules gaisma, zaļās krāsas pigmenti, oglekļa dioksīds un ūdens. No otras puses, fotoelpošana darbojas kā Kalvina cikla blakusreakcija, kurā rubisko enzīms pārvērš RuBP par PGA un PG, CO2 vietā iekļaujot O2 . Fotoelpošana notiek augstā temperatūrā un zemā oglekļa dioksīda koncentrācijā. Šī ir atšķirība starp fotosintēzi un fotoelpošanu.
