A legfontosabb különbség a fotoszintézis és a fotolégzés között az, hogy a fotoszintézis az a folyamat, amelynek során a fotoautotrófok, főként zöld növények, algák és cianobaktériumok szénhidrátot és oxigént állítanak elő szén-dioxidból és vízből a napfény energia felhasználásával, miközben a fotolégzés egy másik oldala. reakció, amelyben a RuBisCO enzim oxigenizálja a RuBP-t, ami a fotoszintézis által termelt energia egy részének elvesztését okozza.
A fotoszintézis és a fotorespiráció a növényekben előforduló két folyamat. A fotoszintézis azonban fontos folyamat, míg a fotorespiráció pazarló folyamat. Az energia és a rögzített szén egy része elpazarol a RuBP oxigenáz-karboxiláz nevű enzim által végzett fotorespiráció során. Ezért a fotorespirációt olyan folyamatnak nevezhetjük, amely csökkenti a növények fotoszintézisének hatékonyságát.
Mi az a fotoszintézis?
A fotoszintézis az a folyamat, amelynek során a zöld növények, cianobaktériumok és algák a fényenergiát kémiai energiává alakítják. Ez egy egyedülálló folyamat, amely csak a fotoautotrófokban fordul elő. Ezek az élőlények felfogják az energiát a napfényből, és szénhidrátok formájában kémiai energiává alakítják, amelyet az élőlények táplálékként hasznosíthatnak. A fotoszintetikus szervezetek tápláléka nem függ más élőlényektől, ellentétben az emberekkel és más heterotrófokkal. Saját élelmiszert állítanak elő fotoszintézissel, és másokat is ellátnak azzal, amit megtermeltek. A növényekben a fotoszintézis a kloroplasztisz nevű organellumban megy végbe.
01. ábra: Fotoszintézis
A klorofillnak nevezett pigmentek részt vesznek a fény rögzítésében. A növényi levelek a növények fotoszintézisének fő helyszínei. A levélszerkezet támogatja a hatékony fotoszintézist a vízveszteség minimalizálásával és a sztómákon keresztüli hatékony gázcserével. Több lépésben a szén-dioxid és a víz glükózzá és oxigénné alakul a napfény energiájának felhasználásával. A fotoszintézisben két fő reakció van. Fényfüggő reakciók (fényreakció) és fényfüggetlen reakciók (sötét reakció vagy Calvin-ciklus). A fényreakció ATP-t és NADPH-t termel, míg a sötét reakció cukormolekulákat termel a fényreakció termékeinek felhasználásával. A Calvin-ciklus három fő lépésen keresztül megy végbe, nevezetesen a karboxilezésen, a redukción és a regeneráción. Melléktermékként oxigén kerül a légkörbe, és ez az a molekuláris oxigén, amelyet belélegzünk. Amikor az élőlényeknek energiára van szükségük, ezeket a cukormolekulákat főként glükózt bontják le, és ATP-t (energiamolekulákat) termelnek sejtfolyamataikhoz.
Mi az a fotolégzés?
A fotolégzés a Kálvin-ciklus mellékreakciója. A Calvin-ciklus során az egyik fő enzim, a RuBP oxigenáz – karboxiláz (rubisco) – a RuBP-t foszfogliceraldehiddé alakítja szén-dioxid beépítésével. Ez a glükózmolekula termelésének normális folyamata. Ez az enzim azonban képes oxigént beépíteni szén-dioxid helyett. Ez azt jelenti, hogy a Rubisco képes oxigént használni szubsztrátumként szén-dioxid helyett. Amikor ez megtörténik, elindítja a fent nevezett folyamat fotorespirációt. A fotolégzés valójában energiát és a rögzített szén egy részét pazarolja.
02. ábra: Fotólégzés
Továbbá csökkenti a cukormolekulák szintézisét (csökkenti a normál Calvin-ciklus által előállítható cukormolekulák számát). A fotorespirációt számos körülmény kedvez, mint például az alacsony szén-dioxid: oxigénarány, magas hőmérséklet stb. Amikor a hőmérséklet emelkedik, a rubisco enzim nagyobb affinitást mutat az oxigénhez, mint a szén-dioxid. Ennélfogva a meleg és száraz körülmények között növő növények jobban átesnek fotorespiráción, mint a más területeken termesztett növények. A lemezek azonban különböző adaptációkat és mechanizmusokat mutatnak a fotolégzés és az energiaveszteség minimalizálása érdekében. Az egyik példa a C4-es üzemek.
Mi a hasonlóság a fotoszintézis és a fotolégzés között?
- Mindkettő előfordul növényekben.
- A napfény részt vesz a fotoszintézisben és a fotolégzésben.
- Mindkettő enzimeket használ.
- A sejtszervecskékben fordulnak elő.
Mi a különbség a fotoszintézis és a fotolégzés között?
A fotoszintézis és a fotorespiráció a növényekben végbemenő két folyamat. A fotoszintézis élelmiszereket termel, míg a fotolégzés pazarolja a fotoszintézis termékeit. Egyes növények, amelyek meleg és száraz körülmények között nőnek, jobban átesnek fotorespiráción. Ezért a növények több mechanizmus alkalmazásával próbálják minimalizálni a fotolégzést.
Az alábbi infografika további részleteket mutat be a fotoszintézis és a fotolégzés közötti különbségről táblázatos formában.
Összefoglaló – Fotoszintézis kontra fotolégzés
A fotoszintézis megköti a szén-dioxidot, míg a fotolégzés a megkötött szén egy részét a fotoszintézis révén elpazarolja. Mindkét folyamat enzimvezérelt. A fotoszintézis során a fényenergia a fotoautotrófok hatására kémiai energiává alakul. Napfényre, zöld színpigmentekre, szén-dioxidra és vízre van szüksége. Másrészt a fotorespiráció a Calvin-ciklus mellékreakciójaként működik, amelyben a rubisco enzim a RuBP-t PGA-vá és PG-vé alakítja az O2 CO2 helyett. A fotolégzés magas hőmérsékleten és alacsony szén-dioxid-koncentráció mellett történik. Ez a különbség a fotoszintézis és a fotolégzés között.
