Różnica między fotosyntezą a fotooddychaniem

The kluczowa różnica między fotosyntezą a fotooddychaniem jest to, że fotosynteza to proces, w którym fotoautotrofy, głównie rośliny zielone, glony i cyjanobakterie, wytwarzają węglowodany i tlen z dwutlenku węgla i wody przy użyciu energii w świetle słonecznym, podczas gdy fotooddychanie jest reakcją uboczną, w której enzym RuBisCO dotlenia RuBP, powodując marnowanie części energii wytwarzanej przez fotosyntezę.

Fotosynteza i fotooddychanie to dwa procesy zachodzące w roślinach. Jednak fotosynteza jest ważnym procesem, podczas gdy fotooddychanie jest marnotrawstwem. Część energii i ustalonego węgla jest marnowana przez fotooddychanie przez enzym zwany oksydazą-karboksylazą RuBP. Stąd fotooddychanie można nazwać procesem, który zmniejsza wydajność fotosyntezy u roślin.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest fotosynteza
3. Co to jest fotooddychanie
4. Podobieństwa między fotosyntezą a fotooddychaniem
5. Porównanie obok siebie - fotosynteza vs fotooddychanie w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest fotosynteza?

Fotosynteza to proces, w którym rośliny zielone, sinice i glony przekształcają energię światła w energię chemiczną. Jest to unikalny proces występujący tylko w fotoautotrofach. Organizmy te wychwytują energię słoneczną i przekształcają ją w energię chemiczną w postaci węglowodanów, które mogą być wykorzystane przez organizmy jako pokarm. Organizmy fotosyntetyczne nie zależą od innych organizmów w pokarmie, w przeciwieństwie do ludzi i innych heterotrofów. Wytwarzają własne jedzenie poprzez fotosyntezę i zapewniają innym to, co wyprodukowali. U roślin fotosynteza zachodzi w organelli zwanej chloroplastem.

Ryc. 01: Fotosynteza

Pigmenty zwane chlorofilami mają na celu przechwytywanie światła. Liście roślin są głównymi miejscami fotosyntezy roślin. Struktura liścia wspiera wydajną fotosyntezę, minimalizując utratę wody i wykonując wydajną wymianę gazową za pomocą aparatów szparkowych. Po kilku etapach dwutlenek węgla i woda przekształcają się w glukozę i tlen, wykorzystując energię słoneczną. Istnieją dwie główne reakcje w fotosyntezie. Są to reakcja zależna od światła (reakcja światła) i reakcja niezależna od światła (reakcja ciemności lub cykl Calvina). Reakcja świetlna wytwarza ATP i NADPH, podczas gdy reakcja ciemna wytwarza cząsteczki cukru z wykorzystaniem produktów reakcji świetlnej. Cykl Calvina przebiega przez trzy główne etapy, a mianowicie karboksylację, redukcję i regenerację. Ponieważ produkt uboczny tlen jest uwalniany do atmosfery i jest to tlen cząsteczkowy, którym oddychamy. Gdy organizmy potrzebują energii, rozkładają te cząsteczki cukru, głównie glukozę, i wytwarzają ATP (cząsteczki energii) do swoich procesów komórkowych.

Co to jest fotooddychanie?

Fotooddychanie jest reakcją uboczną cyklu Calvina. Podczas cyklu Calvina jeden z głównych enzymów zwanych oksygenazą RuBP - karboksylaza (rubisco) przekształca RuBP w fosfogliceraldehyd poprzez włączenie dwutlenku węgla. Jest to normalny proces wytwarzania cząsteczki glukozy. Jednak enzym ten ma zdolność wprowadzania tlenu zamiast dwutlenku węgla. Oznacza to, że Rubisco może wykorzystywać tlen jako substrat zamiast dwutlenku węgla. Gdy to nastąpi, inicjuje proces fotooddychania opisany powyżej. Fotooddychanie faktycznie marnuje energię i część stałego węgla.

Ryc. 02: Oddychanie światłem

Ponadto zmniejsza syntezę cząsteczek cukru (zmniejsza liczbę cząsteczek cukru, które można wytworzyć w normalnym cyklu Calvina). Fotooddychanie sprzyja kilku warunkom, takim jak niski stosunek dwutlenek węgla: tlen, wysoka temperatura itp. Gdy temperatura wzrasta, enzym rubisco ma większe powinowactwo do tlenu niż dwutlenek węgla. Dlatego rośliny, które rosną w gorących i suchych warunkach, podlegają fotooddychaniu bardziej niż rośliny uprawiane na innych obszarach. Jednak płytki wykazują różne adaptacje i mechanizmy, aby zminimalizować fotooddychanie i utratę energii. Jednym z przykładów są rośliny C4.

Jakie są podobieństwa między fotosyntezą a fotooddychaniem?

• Oba występują w roślinach.
• Światło słoneczne jest zaangażowane w fotosyntezę i fotooddychanie.
• Oba wykorzystują enzymy.
• Występują w organellach komórkowych.

Jaka jest różnica między fotosyntezą a fotooddychaniem?

Fotosynteza i fotooddychanie to dwa procesy zachodzące w roślinach. Fotosynteza wytwarza żywność, podczas gdy fotooddychanie marnuje produkty fotosyntezy. Niektóre rośliny, które rosną w gorących i suchych warunkach, podlegają bardziej fotooddychaniu. Dlatego rośliny próbują zminimalizować fotooddychanie, przyjmując kilka mechanizmów.

Poniższa infografika przedstawia więcej szczegółów na temat różnicy między fotosyntezą a fotooddychaniem w formie tabelarycznej.

Podsumowanie - fotosynteza a fotooddychanie

Fotosynteza naprawia dwutlenek węgla, podczas gdy fotooddychanie marnuje część utrwalonego węgla przez fotosyntezę. Oba procesy są napędzane enzymami. Podczas fotosyntezy energia świetlna przekształca się w energię chemiczną przez fotoautotrofy. Potrzebuje światła słonecznego, pigmentów w kolorze zielonym, dwutlenku węgla i wody. Z drugiej strony fotooddychanie działa jako reakcja uboczna cyklu Calvina, w którym enzym rubisco przekształca RuBP w PGA i PG poprzez włączenie O₂₎ zamiast CO₂₎. Fotooddychanie zachodzi w wysokiej temperaturze i przy niskich stężeniach dwutlenku węgla. To jest różnica między fotosyntezą a fotooddychaniem.

Odniesienie:

1. bez ograniczeń „Bezgraniczna biologia”. Lumen, Otwórz SUNY Podręczniki. Dostępny tutaj  
2. „Fotooddychanie”. Khan Academy, Khan Academy. Dostępny tutaj  

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. ”10187194256” firmy Zappys Technology Solutions (CC BY 2.0) przez Flickr
2. „Photorespiration allgemein” Autorstwa Yikrazuul (dyskusja) - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia