Põhiline erinevus fotosünteesi ja fotohingamise vahel seisneb selles, et fotosüntees on protsess, mille käigus fotoautotroofid, peamiselt rohelised taimed, vetikad ja sinivetikad, genereerivad päikesevalguse energiat kasutades süsihappegaasist ja veest süsivesikuid ja hapnikku, samal ajal kui fotohingamine on kõrval. reaktsioon, mille käigus ensüüm RuBisCO rikastab RuBP-d hapnikuga, põhjustades osa fotosünteesi käigus toodetud energiast raisku.
Fotosüntees ja fotohingamine on kaks taimedes toimuvat protsessi. Fotosüntees on aga oluline protsess, samas kui fotorespiratsioon on raiskav protsess. Osa energiast ja fikseeritud süsinikust raisatakse ensüümi RuBP oksügenaas-karboksülaasi fotohingamisel. Seetõttu võib fotohingamist nimetada protsessiks, mis vähendab taimede fotosünteesi efektiivsust.
Mis on fotosüntees?
Fotosüntees on protsess, mille käigus rohelised taimed, tsüanobakterid ja vetikad muudavad valgusenergia keemiliseks energiaks. See on ainulaadne protsess, mis toimub ainult fotoautotroofides. Need organismid püüavad päikesevalgusest energiat ja muudavad selle keemiliseks energiaks süsivesikute kujul, mida organismid saavad kasutada oma toiduna. Erinev alt inimestest ja teistest heterotroofidest ei sõltu fotosünteetilised organismid oma toidus teistest organismidest. Nad toodavad fotosünteesi teel ise toitu ja pakuvad teistele seda, mida nad toodavad. Taimedes toimub fotosüntees organellis, mida nimetatakse kloroplastiks.
Joonis 01: Fotosüntees
Pigmendid, mida nimetatakse klorofüllideks, osalevad valguse püüdmisel. Taimelehed on taimedes peamised fotosünteesi kohad. Lehestruktuur toetab tõhusat fotosünteesi, minimeerides veekadu ja teostades tõhusat gaasivahetust stoomi kaudu. Süsinikdioksiid ja vesi muunduvad mitmel etapil päikesevalguse energia abil glükoosiks ja hapnikuks. Fotosünteesil on kaks peamist reaktsiooni. Need on valgusest sõltuv reaktsioon (valgusreaktsioon) ja valgusest sõltumatu reaktsioon (tume reaktsioon või Calvini tsükkel). Valgusreaktsioon tekitab ATP ja NADPH, tume reaktsioon aga suhkrumolekule, kasutades valgusreaktsiooni saadusi. Calvini tsükkel kulgeb läbi kolme peamise etapi, nimelt karboksüülimise, redutseerimise ja regenereerimise. Kõrvalsaadusena eraldub atmosfääri hapnik ja see on molekulaarne hapnik, mida me hingame. Kui organismid vajavad energiat, purustavad nad need suhkrumolekulid peamiselt glükoosi ja toodavad oma rakuprotsesside jaoks ATP-d (energiamolekulid).
Mis on fotohingamine?
Fotohingamine on Calvini tsükli kõrvalreaktsioon. Calvini tsükli ajal muudab üks peamine ensüüm nimega RuBP oksügenaas – karboksülaas (rubisco) RuBP fosfoglütseraldehüüdiks, lisades süsinikdioksiidi. See on normaalne protsess glükoosimolekuli tootmiseks. 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.
Joonis 02: Fotohingamine
Lisaks vähendab see suhkrumolekulide sünteesi (see vähendab suhkrumolekulide arvu, mida saab toota tavalise Calvini tsükliga). Fotohingamist soodustavad mitmed tingimused, nagu madal süsinikdioksiid: hapniku suhe, kõrge temperatuur jne. Temperatuuri tõustes on rubisco ensüümil suurem afiinsus hapniku suhtes kui süsinikdioksiidil. Seetõttu läbivad kuumades ja kuivades tingimustes kasvavad taimed fotohingamist rohkem kui teistes piirkondades kasvatatavad taimed. Kuid plaatidel on fotohingamise ja energiakadu minimeerimiseks erinevad kohandused ja mehhanismid. Üks näide on C4 taimed.
Millised on fotosünteesi ja fotohingamise sarnasused?
- Mõlemad esinevad taimedes.
- Päikesevalgus osaleb fotosünteesis ja fotohingamises.
- Mõlemad kasutavad ensüüme.
- Need esinevad raku organellides.
Mis vahe on fotosünteesil ja fotohingamisel?
Fotosüntees ja fotohingamine on kaks taimedes toimuvat protsessi. Fotosüntees toodab toitu, samas kui fotohingamine raiskab fotosünteesi saadusi. Mõned taimed, mis kasvavad kuumades ja kuivades tingimustes, läbivad rohkem fotohingamist. Seetõttu püüavad taimed fotohingamist minimeerida, rakendades mitmeid mehhanisme.
Allpool olev infograafik annab tabeli kujul rohkem üksikasju fotosünteesi ja fotohingamise erinevuste kohta.
Kokkuvõte – fotosüntees vs fotohingamine
Fotosüntees fikseerib süsinikdioksiidi, samas kui fotohingamine raiskab fotosünteesi käigus osa fikseeritud süsinikust. Mõlemad protsessid on ensüümipõhised. Fotosünteesi käigus muundub valgusenergia fotoautotroofide toimel keemiliseks energiaks. See vajab päikesevalgust, rohelisi värvipigmente, süsihappegaasi ja vett. Teisest küljest toimib fotohingamine Calvini tsükli kõrvalreaktsioonina, mille käigus rubisco ensüüm muudab RuBP PGA-ks ja PG-ks, lisades CO2 asemel O2 . Fotohingamine toimub kõrgel temperatuuril ja madalal süsinikdioksiidi kontsentratsioonil. See on erinevus fotosünteesi ja fotohingamise vahel.
