Forskjellen mellom fotosyntese og fotorespirasjon
Share
De hovedforskjell mellom fotosyntese og fotorespirasjon er at fotosyntese oppstår når RuBisCO enzym reagerer med karbondioksid mens fotospirasjonen oppstår når RuBisCO enzym reagerer med oksygen. Videre reduserer fotospesjon effektiviteten av fotosyntese.
Fotosyntese og fotorespirasjon er to prosesser som oppstår under produksjon av energi ved bruk av sollys i planter. RuBisCO er det censurable enzymet for å bytte mellom to prosesser.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er fotosyntese
- Definisjon, prosess, betydning
2. Hva er fotorespirasjon
- Definisjon, prosess, betydning
3. Hva er likhetene mellom fotosyntese og fotorespirasjon
- Oversikt over vanlige funksjoner
4. Hva er forskjellen mellom fotosyntese og fotorespirasjon
- Sammenligning av nøkkelforskjeller
Nøkkelord
Karbon Dioxide, Mørk Reaksjon, Lysreaktjon, Fotorespirasjon, Fotosyntese, RuBisCO
Hva er fotosyntese
Fotosyntese er prosessen som produserer glukose ut fra karbondioksid og vann ved å bruke energien fra sollyset. Fotosyntetiske pigmenter som klorofyll, karotenoider og phycobiliner feller solenergiets energi. I planter og alger er disse pigmentene konsentrert til kloroplaster. Oksygen frigjøres som et biprodukt av fotosyntese. Fotosyntese er en av de viktigste prosessene som skjer på jorden, og omdanner lysenergi til kjemisk energi. Glukosen produsert fra prosessen kan brukes til å produsere ATP i en annen prosess som kalles cellulær respirasjon.
Prosessen med fotosyntese kan deles inn i to: lysreaksjon og mørk reaksjon.
Lysreaktjon
Lysreaksjon forekommer på granaens thylakoidmembran, stablene av tylakoider innebygd i stroma av en kloroplast. Fotosyntetiske pigmenter er organisert i fotocentre på thylakoidmembranen. Photosystem II absorberer lysenergi og transporterer til fotocentre, noe som gjør det mulig å produsere høyrenektroner. Disse høyenergi-elektronene beveger seg inn i fotosystemet I gjennom cytokrom b6f-komplekset. De beveger seg videre gjennom en serie ferredoksinbærere som produserer NADPH. Elektronmangel som oppstår i fotosystemene er fylt ved å dele vannmolekyler i en prosess som kalles fotolyse. De resulterende hydrogenioner brukes i produksjonen av ATP.
Figur 1: Lysreaktjon
Mørk reaksjon
Lysreaksjon etterfølges av den mørke reaksjonen. Her brukes NADPH og ATP produsert av lysreaksjonen til å produsere glukose fra karbondioksid og vann. Mørk reaksjon, som oppstår gjennom C3-syklusen, kalles også Calvin-syklusen og forekommer i kloroplastens strom uten bruk av lys. Fiksering av karbon forekommer i Calvin-syklusen ved bruk av enzymet RuBisCO (ribulose-1,5-bisfosfatkarboxylase / oksygenase) som fikserer et karbonatom fra karbondioksid i RuBP (ribulose 1,5-bisfosfat), hvilket gir 3 -phosphoglycerate. Noen av 3-fosfoglyceratmolekylene reduserer til å danne glukose mens resten blir resirkulert for å produsere RuBP. I tillegg til glukose produseres også 18 ATP og 12 NADPH under Calvin-syklusen.
Den mørke reaksjonen, som oppstår gjennom C4-syklusen, kalles "Hatch-Slack" -banen hvor karbondioksyd er fastet først i PEP og deretter inn i RuBP.
Hva er fotorespirasjon
Fotorespirasjon er inhiberingen av Calvin-syklusen i nærvær av overflødig oksygen. Det fører til tap av allerede fast karbondioksid; fotorespirasjon reduserer derfor sukkersyntese og spilder cellens energi. RuBisCOs evne til å binde med oksygen er ansvarlig for fotorespirasjon. Derfor, i nærvær av oksygen, tilfører RuBisCO oksygen til RuBP i Calvin-syklusen i stedet for karbondioksid. To molekyler produseres i denne reaksjonen: 3-PGA, som er et mellomprodukt av Calvin-syklusen, og fosfoglykolat, som ikke kan komme inn i Calvin-syklusen. På den bakgrunn stjeler eller fjerner fotorespirering karboner fra Calvin-syklusen. Videre bruker planter en rekke reaksjoner for å gjenopprette fosfoglykolat, som også stjeler cellens energi. Derfor anses fotorespirasjon som en ineffektiv metode for å produsere energi.
Figur 2: Fotorespirasjon og Calvinsyklus
C4-syklusen eliminerer dette problemet med dobbel fiksering av karbondioksid. Det fester karbondioksid i PEP (fosfoenolpyruvat) ved PEP-karboksylase, og produserer oksaloacetat i mesofylceller. PEP-karboksylase har en høyere affinitet mot karbondioksid og en lav affinitet mot oksygen. Deretter omdannes oksaloacetat til malat og blir transportert til buntskjedecellene. Malat dissocierer til karbondioksid og pyruvat inne i buntskjedecellene, og øker karbondioksidkonsentrasjonen inne i cellen. I nærvær av høy karbondioksydkonsentrasjon binder RuBisCO ikke med oksygen.
Likheter mellom fotosyntese og fotorespirasjon
- Fotosyntese og fotorespirasjon er to prosesser som oppstår under produksjon av glukose i planter.
- De gjennomgår lysreaksjon.
- Begge prosessene får bruk av RuBisCO enzym.
Forskjellen mellom fotosyntese og fotorespirasjon
Definisjon
Fotosyntese refererer til prosessen der grønne planter og noen andre organismer bruker sollys til å syntetisere næringsstoffer fra karbondioksid og vann mens fotorespirasjon refererer til en respiratorisk prosess hvor planter tar opp oksygen i lyset og gir noe karbondioksid i motsetning til det generelle mønster av fotosyntese.
Carbon Dioxide / Oxygen
Fotosyntese forekommer overveiende i nærvær av karbondioksid mens fotorespirasjon hovedsakelig forekommer i nærvær av oksygen. Dette er en hovedforskjell mellom fotosyntese og fotorespirasjon.
Innflytelse av lys
Mørk reaksjon av fotosyntese skjer i fravær av lys, om natten mens fotorespirasjon oppstår i nærvær av lys, i løpet av dagen.
Type Planter
Fotosyntese forekommer overveiende i C4 planter mens fotorespirasjon hovedsakelig forekommer i C3 planter.
RuBisCO Aktivitet
RuBisCO produserer 3-PGA fra RuBP i fotosyntese mens RuBisCO produserer 3-PGA og fosfoglykolat fra RuBP i fotorespirasjon.
Carbon Fixation
Fotosyntese er den viktigste prosessen med karbonfiksering i planter mens fotorespirering slår bort noe av det allerede faste karbonet.
Energifiksering
Fotosyntese er den viktigste prosessen med energifiksiering i planter, mens fotorespirering sløser med noe av energien som produseres av cellen.
Effektivitet
En annen viktig forskjell mellom fotosyntese og fotorespirasjon er effektiviteten ved å produsere glukose. Fotosyntese er en effektiv prosess for å produsere glukose, mens fotorespirasjon er en mindre effektiv prosess for å produsere glukose.
Konklusjon
Fotosyntese er prosessen involvert i produksjon av glukose fra karbondioksid og vann ved å bruke energien fra sollyset. Under fotosyntese binder enzymet RuBisCo med karbondioksid, og legger det til RuBP. Fotorespirasjon er imidlertid en alternativ prosess med fotosyntese der RuBisCO-enzymet binder seg til oksygen i lave konsentrasjoner av karbondioksid. Videre er fotorespirasjon en mindre effektiv prosess, siden den sløser med både allerede fast karbon og energi. Dermed er en viktig forskjell mellom fotosyntese og fotorespirasjon effektiviteten ved å produsere glukose.
Henvisning:
1. Farabee, M J. "PHOTOSYNTHESIS." FOTOSYNTHESIS, tilgjengelig her
2. "Photorespiration." Khan Academy, Khan Academy, tilgjengelig her
Bilde Courtesy:
1. "Fotosyntese lysreaksjonsdiagram" Av BlueRidgeKitties (CC BY 2.0) via flickr
2. "Forenklet fotorespirasjonsdiagram" Av Rachel Purdon - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
