Põhiline erinevus fotooksüdatsiooni ja fotohingamise vahel seisneb selles, et fotooksüdatsioon on päikesevalguse poolt esile kutsutud oksüdatsiooniprotsess, samas kui fotohingamine on fotosünteesi raiskav reaktsioon, mille käigus ensüüm Rubisco oksüdeerib RuBP-d, põhjustades osa energiast raisku.
Fotooksüdatsioon ja fotohingamine on kaks protsessi, mida kutsub esile päikesevalgus. Taimedel mõjutavad mõlemad need protsessid kudede normaalset talitlust. Fotooksüdatsioon vastutab kahjulike reaktiivsete hapnikuliikide kogunemise eest kudedesse. Teisest küljest vastutab fotohingamine taimede energia raiskamise eest.
Mis on fotooksüdatsioon?
Fotooksüdatsioon on valguse indutseeritud protsess, mille käigus keemilistest ainetest vabanevad elektronid või aine reageerib hapnikuga. Taimedes toimub fotooksüdatsioon keskkonnastressi korral. Seetõttu nimetatakse seda fotooksüdatiivseks stressiks. Üleliigse ergastusenergia neeldumine põhjustab taimekudedes reaktiivsete hapnikuliikide teket. Nende reaktiivsete hapnikuliikide akumuleerumine on taimedes kahjulik protsess, mis kahjustab kloroplaste. See fotooksüdatiivne stress tekib peamiselt kõrge intensiivsusega valguse ja madala CO kontsentratsiooni juuresolekul2 See on valgusest sõltuv protsess. C3 taimede puhul kaitseb fotohingamine taimi fotooksüdatsiooni eest.
Joonis 01: Fotooksüdatsioon
Lisaks on fotooksüdatsioon võimeline muutma õli koostist. Päikesevalgus ja hapnik põhjustavad õli oksüdeerumist. See on oluline protsess, kuna sellega eemaldatakse merel suured naftareostused. Seega, kui naftareostused fotooksüdatsiooniprotsessi tõttu päikesevalguse kätte puutuvad, eemaldatakse need merest.
Mis on fotohingamine?
Fotohingamine on Calvini tsükli kõrvalreaktsioon, mis põhjustab fotosünteesi käigus toodetud energia raiskamist. Calvini tsükli ajal muudab üks peamine ensüüm nimega RuBP oksügenaas-karboksülaas (rubisco) RuBP fosfoglütseeraldehüüdiks, lisades süsinikdioksiidi. See on glükoosimolekulide tootmise normaalne protsess. Sellel ensüümil on aga võime lisada süsinikdioksiidi asemel hapnikku. See tähendab, et rubisco suudab süsinikdioksiidi asemel substraadina kasutada hapnikku. Kui see juhtub, käivitab see ülalnimetatud protsessi: fotohingamise. Fotohingamine raiskab tegelikult energiat ja osa fikseeritud süsinikust. Lisaks vähendab see normaalse Calvini tsükli käigus tekkivate suhkrumolekulide arvu.
Joonis 02: Fotohingamine
Fotohingamist soodustavad mitmed tingimused, nagu madal süsinikdioksiid: hapniku suhe, kõrge temperatuur jne. Temperatuuri tõustes on rubisco ensüümil suurem afiinsus hapniku suhtes kui süsihappegaasi suhtes. Seetõttu läbivad kuumades ja kuivades tingimustes kasvavad taimed fotohingamist rohkem kui teistes piirkondades kasvatatavad taimed. Taimedel on aga fotohingamise ja energiakadu minimeerimiseks erinevad kohandused ja mehhanismid. Üks näide on C4 taimed.
Millised on fotooksüdatsiooni ja fotohingamise sarnasused?
- Fotooksüdatsioon ja fotohingamine on valgusest sõltuvad protsessid.
- Taimedes on näha mõlemat protsessi.
- Need on loomulikud protsessid.
- Mõlemad reaktsioonid võivad toimuda kloroplastides.
- Need on keemilised reaktsioonid.
- Mõlemas protsessis osaleb hapnik.
Mis vahe on fotooksüdatsioonil ja fotohingamisel?
Fotooksüdatsioon on päikesevalguse poolt esile kutsutud oksüdatsiooniprotsess, samas kui fotohingamine on fotosünteesi raiskav reaktsioon, mille käigus ensüüm Rubisco oksüdeerib RuBP-d, põhjustades osa energiast raisku. Seega on see peamine erinevus fotooksüdatsiooni ja fotorespiratsiooni vahel. Lisaks on fotooksüdatsioon taimedele kahjulik, samas kui fotohingamine ei ole taimedele kahjulik.
Allpool olev infograafik esitab fotooksüdatsiooni ja fotohingamise erinevused tabeli kujul, et neid kõrvuti võrrelda.
Kokkuvõte – fotooksüdatsioon vs fotohingamine
Fotooksüdatsioon ja fotohingamine on valgusest sõltuvad protsessid. Fotooksüdatsioon on päikesevalguse poolt esile kutsutud oksüdatsiooniprotsess, samas kui fotohingamine on fotosünteesi raiskav reaktsioon, mille käigus ensüüm Rubisco oksüdeerib RuBP-d, põhjustades osa energiast raisku. Niisiis, see võtab kokku erinevuse fotooksüdatsiooni ja fotohingamise vahel.
