Diferența dintre fotosinteză și fotorezistență
Share
principala diferență între fotosinteză și fotorespirație este că fotosinteza apare când enzima RuBisCO reacționează cu dioxidul de carbon în timp ce fotorespirația apare atunci când enzima RuBisCO reacționează cu oxigenul. În plus, fotorespirația reduce eficiența fotosintezei.
Fotosinteza și fotorezisirea sunt două procese care apar în timpul producerii energiei folosind lumina soarelui în plante. RuBisCO este enzima censurabilă pentru comutarea între două procese.
Domenii cheie acoperite
1. Ce este fotosinteza
- Definiție, proces, importanță
2. Ce este Photorespirația
- Definiție, proces, importanță
3. Care sunt asemănările dintre fotosinteză și fotorezistență
- Schița caracteristicilor comune
4. Care este diferența dintre fotosinteză și fotorezistență
- Compararea diferențelor cheie
Termeni cheie
Dioxidul de carbon, Reacția Întunecată, Reacția Luminoasă, Photorespirația, Fotosinteza, RuBisCO
Ce este fotosinteza
Fotosinteza este procesul care produce glucoză pornind de la dioxidul de carbon și apă prin utilizarea energiei din lumina soarelui. Fotosinteticele pigmenți, cum ar fi clorofila, carotenoizii și phycobilinii, captează energia soarelui. În plante și alge, pigmenții sunt concentrați în cloroplaste. Oxigenul este eliberat ca un produs secundar al fotosintezei. Fotosinteza este unul dintre procesele cheie care au loc pe pământ, transformând energia luminii în energie chimică. Glucoza produsă din proces poate fi utilizată pentru a produce ATP într-un alt proces numit respirație celulară.
Procesul de fotosinteză poate fi împărțit în două: reacția la lumină și reacția întunecată.
Reacție ușoară
Reacția la lumină are loc pe membrana tylakoid a granelor, stivele de timolacoide înglobate în stratul de cloroplast. Fotosenzorele fotosintetice sunt organizate în fotocentre pe membrana tialacoidă. Sistemul Photosystem II absoarbe energia luminoasă și transportă în fotocentre, permițând producerea de electroni de mare energie. Acești electroni de energie înaltă se mișcă în sistemul fotosensibil I prin intermediul complexului citocrom b6f. Ei se deplasează printr-o serie de purtători de ferredoxină, producând NADPH. Deficiența de electroni care apare în sistemele fotosensibile este umplută prin împărțirea moleculelor de apă într-un proces numit fotoliză. Ionii de hidrogen rezultat sunt utilizați în producerea de ATP.
Figura 1: Reacție ușoară
Întâmplare întunecată
Reacția la lumină este urmată de reacția întunecată. Aici, NADPH și ATP produse prin reacția la lumină sunt folosite pentru a produce glucoză din dioxid de carbon și apă. Reacția întunecată, care are loc prin ciclul C3, se numește și ciclul Calvin și apare în stratul cloroplastului fără utilizarea luminii. Fixarea carbonului are loc în ciclul Calvin cu utilizarea enzimei RuBisCO (ribuloza-1,5-bisfosfat carboxilază / oxigenază), care fixează un atom de carbon din dioxid de carbon în RuBP (1,5-bisfosfat de ribuloză), producând 3 -phosphoglycerate. Unele dintre moleculele de 3-fosfoglicerat reduc pentru a forma glucoza, în timp ce odihna este reciclată pentru a produce RuBP. În plus față de glucoză, 18 ATP și 12 NADPH sunt, de asemenea, produse în timpul ciclului Calvin.
Reacția întunecată, care apare prin ciclul C4, se numește calea Hatch-Slack în care dioxidul de carbon este fixat mai întâi în PEP și apoi în RuBP.
Ce este Photorespirația
Photorespirația este inhibarea ciclului Calvin în prezența oxigenului în exces. Aceasta duce la pierderea de dioxid de carbon deja fixat; prin urmare, fotorespirația scade sinteza zahărului și risipește energia celulei. Capacitatea RuBisCO de a se lega de oxigen este responsabilă de fotorezistență. Prin urmare, în prezența oxigenului, RuBisCO adaugă oxigen la RuBP în ciclul Calvin în locul dioxidului de carbon. Două molecule sunt produse în această reacție: 3-PGA, care este un intermediar al ciclului Calvin, și fosfoglicolat, care nu poate intra în ciclul Calvin. În acest sens, fotorespirația fură sau îndepărtează carbonii din ciclul Calvin. În plus, plantele utilizează o serie de reacții pentru a recupera fosfoglicolatul, care fură și energia celulară. Prin urmare, fotorespirația este considerată o metodă ineficientă de producere a energiei.
Figura 2: Photorespirația și ciclul Calvin
Ciclul C4 elimină această problemă cu fixarea dublă a dioxidului de carbon. Se fixează dioxidul de carbon în PEP (fosfoenolpiruvat) prin PEP carboxilază, producând oxaloacetat în celulele mezofil. PEP carboxilaza are o afinitate mai mare față de dioxidul de carbon și o afinitate scăzută față de oxigen. Apoi, oxaloacetatul este transformat în malat și este transportat în celulele tecii de manta. Malatul disociază în dioxid de carbon și piruvat în interiorul celulelor mantalei mănunchiului, mărind concentrația dioxidului de carbon din interiorul celulei. În prezența unei concentrații ridicate de dioxid de carbon, RuBisCO nu se leagă cu oxigen.
Asemănări între fotosinteză și fotorezistență
- Fotosinteza și fotorespirația sunt două procese care apar în timpul producerii de glucoză în plante.
- Ele suferă reacții ușoare.
- Ambele procese utilizează enzima RuBisCO.
Diferența dintre fotosinteză și fotorezistență
Definiție
Fotosinteza se referă la procesul prin care plantele verzi și alte organisme folosesc lumina soarelui pentru a sintetiza substanțele nutritive din dioxidul de carbon și apă, în timp ce fotorespirația se referă la un proces respirator prin care plantele prelucrează oxigenul în lumină și dau niște dioxid de carbon, modelul de fotosinteză.
Dioxid de carbon / oxigen
Fotosinteza se produce în mod predominant în prezența dioxidului de carbon, în timp ce fotorespirația apare în mod predominant în prezența oxigenului. Aceasta este principala diferență între fotosinteză și fotorezistență.
Influența luminii
Reacția întunecată a fotosintezei are loc în absența luminii, noaptea, în timp ce fotorespirația apare în prezența luminii, în timpul zilei.
Tipul de plante
Fotosinteza apare predominant în plantele C4, în timp ce fotorespirația apare în mod predominant în plantele C3.
Activitatea RuBisCO
RuBisCO produce 3-PGA din RuBP în fotosinteză, în timp ce RuBisCO produce 3-PGA și fosfoglicolat de la RuBP în fotorerespirație.
Fixarea carbonului
Fotosinteza este principalul proces de fixare a carbonului în plante, în timp ce fotorespirația risipește o parte din carbonul deja fixat.
Fixarea energiei
Fotosinteza este principalul proces de fixare a energiei în plante, în timp ce fotorespirația risipește o parte din energia produsă de celulă.
Eficienţă
O altă diferență importantă între fotosinteză și fotorespirație este eficiența producției de glucoză. Fotosinteza este un proces eficient de producere a glucozei, în timp ce fotorespirația este un proces mai puțin eficient de producere a glucozei.
Concluzie
Fotosinteza este procesul implicat în producerea de glucoză din dioxid de carbon și apă prin utilizarea energiei din lumina soarelui. În timpul fotosintezei, enzima RuBisCo se leagă cu dioxid de carbon, adăugându-l la RuBP. Cu toate acestea, fotorespirația este un proces alternativ de fotosinteză în care enzima RuBisCO se leagă de oxigen în concentrații scăzute de dioxid de carbon. Mai mult, fotorespirația este un proces mai puțin eficient, deoarece deșeurile atât carbon și energie deja fixate. Astfel, o diferență importantă între fotosinteză și fotorespirație este eficiența producerii de glucoză.
Referinţă:
1. Farabee, M J. "PHOTOSYNTHESIS". PHOTOSYNTHESIS, disponibil aici
2. Photorespirația. Academia Khan, Academia Khan, disponibil aici
Datorită fotografiei:
1. "Diagrama de reacție a luminii de fotosinteză" Prin BlueRidgeKitties (CC BY 2.0) prin flickr
2. "Diagramă simplificată de fotorespirație" De Rachel Purdon - Activitate proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
