Kľúčový rozdiel medzi fotosyntézou a fotorespiráciou je v tom, že fotosyntéza je proces, pri ktorom fotoautotrofy, najmä zelené rastliny, riasy a sinice, vytvárajú sacharidy a kyslík z oxidu uhličitého a vody pomocou energie slnečného žiarenia, zatiaľ čo fotorespirácia je vedľajšia. reakcia, pri ktorej enzým RuBisCO okysličí RuBP, čo spôsobí, že časť energie produkovanej fotosyntézou sa stratí.
Fotosyntéza a fotorespirácia sú dva procesy, ktoré sa vyskytujú v rastlinách. Fotosyntéza je však dôležitý proces, zatiaľ čo fotorespirácia je zbytočný proces. Časť energie a fixného uhlíka sa plytvá fotorespiráciou enzýmom nazývaným RuBP oxygenáza-karboxyláza. Preto možno fotorespiráciu označiť ako proces, ktorý znižuje účinnosť fotosyntézy v rastlinách.
Čo je fotosyntéza?
Fotosyntéza je proces, ktorým zelené rastliny, sinice a riasy premieňajú svetelnú energiu na chemickú energiu. Toto je jedinečný proces, ktorý sa vyskytuje iba vo fotoautotrofoch. Tieto organizmy zachytávajú energiu zo slnečného žiarenia a premieňajú ju na chemickú energiu vo forme uhľohydrátov, ktoré môžu organizmy využiť ako potravu. Fotosyntetické organizmy nie sú závislé od iných organizmov, pokiaľ ide o ich potravu, na rozdiel od ľudí a iných heterotrofov. Fotosyntézou si vyrábajú vlastné jedlo a to, čo vyprodukovali, poskytujú ostatným. V rastlinách prebieha fotosyntéza v organele zvanej chloroplast.
Obrázok 01: Fotosyntéza
Pigmenty nazývané chlorofyly sa podieľajú na zachytávaní svetla. Listy rastlín sú hlavnými miestami fotosyntézy rastlín. Štruktúra listu podporuje účinnú fotosyntézu minimalizáciou straty vody a efektívnou výmenou plynov cez prieduchy. Pomocou niekoľkých krokov sa oxid uhličitý a voda premenia na glukózu a kyslík pomocou energie slnečného žiarenia. Vo fotosyntéze existujú dve hlavné reakcie. Sú reakciou závislou na svetle (reakcia svetla) a reakciou nezávislou na svetle (reakcia tmy alebo Calvinov cyklus). Svetlá reakcia produkuje ATP a NADPH, zatiaľ čo tmavá reakcia produkuje molekuly cukru využívajúce produkty svetelnej reakcie. Calvinov cyklus prebieha cez tri hlavné kroky, a to karboxyláciu, redukciu a regeneráciu. Ako vedľajší produkt sa do atmosféry uvoľňuje kyslík a to je molekulárny kyslík, ktorý dýchame. Keď organizmy potrebujú energiu, rozbijú tieto molekuly cukru, hlavne glukózu, a produkujú ATP (molekuly energie) pre svoje bunkové procesy.
Čo je fotorespirácia?
Fotorespirácia je vedľajšou reakciou Calvinovho cyklu. Počas Calvinovho cyklu jeden hlavný enzým nazývaný RuBP oxygenáza – karboxyláza (rubisco) premieňa RuBP na fosfoglyceraldehyd začlenením oxidu uhličitého. Je to normálny proces produkcie molekuly glukózy. Tento enzým má však schopnosť začleniť kyslík namiesto oxidu uhličitého. To znamená, že Rubisco má schopnosť používať kyslík ako substrát namiesto oxidu uhličitého. Keď k tomu dôjde, spustí vyššie spomenutú procesnú fotorespiráciu. Fotorespirácia v skutočnosti plytvá energiou a časťou pevného uhlíka.
Obrázok 02: Fotorespirácia
Okrem toho znižuje syntézu molekúl cukru (znižuje počet molekúl cukru, ktoré môže produkovať normálny Calvinov cyklus). Fotorespiráciu podporuje niekoľko podmienok, ako je nízky pomer oxidu uhličitého: kyslíka, vysoká teplota atď. Keď teplota stúpa, enzým rubisco má vyššiu afinitu ku kyslíku ako oxid uhličitý. Preto rastliny, ktoré rastú v horúcich a suchých podmienkach, podliehajú fotorespirácii viac ako rastliny pestované v iných oblastiach. Platne však vykazujú rôzne úpravy a mechanizmy na minimalizáciu fotorespirácie a straty energie. Jedným príkladom sú rastliny C4.
Aké sú podobnosti medzi fotosyntézou a fotorespiráciou?
- Obaja sa vyskytujú v rastlinách.
- Slnečné svetlo sa podieľa na fotosyntéze a fotorespirácii.
- Obe využívajú enzýmy.
- Vyskytujú sa v bunkových organelách.
Aký je rozdiel medzi fotosyntézou a fotorespiráciou?
Fotosyntéza a fotorespirácia sú dva procesy vyskytujúce sa v rastlinách. Fotosyntéza produkuje potraviny, zatiaľ čo fotorespirácia plytvá produktmi fotosyntézy. Niektoré rastliny, ktoré rastú v horúcich a suchých podmienkach, podliehajú viac fotorespirácii. Preto sa rastliny snažia minimalizovať fotorespiráciu prijatím niekoľkých mechanizmov.
Nižšie uvedená infografika predstavuje ďalšie podrobnosti o rozdiele medzi fotosyntézou a fotorespiráciou v tabuľkovej forme.
Zhrnutie – Fotosyntéza verzus fotorespirácia
Fotosyntéza fixuje oxid uhličitý, zatiaľ čo fotorespirácia plytvá časťou fixovaného uhlíka fotosyntézou. Oba procesy sú riadené enzýmami. Počas fotosyntézy sa svetelná energia pomocou fotoautotrofov premieňa na chemickú energiu. Potrebuje slnečné svetlo, zelené farebné pigmenty, oxid uhličitý a vodu. Na druhej strane fotorespirácia funguje ako vedľajšia reakcia Calvinovho cyklu, v ktorom enzým rubisco premieňa RuBP na PGA a PG začlenením O2 namiesto CO2K fotorespirácii dochádza pri vysokej teplote a nízkych koncentráciách oxidu uhličitého. Toto je rozdiel medzi fotosyntézou a fotorespiráciou.
