Ključna razlika između fotosinteze i fotorespiracije je u tome što je fotosinteza proces kojim fotoautotrofi, uglavnom zelene biljke, alge i cijanobakterije, stvaraju ugljikohidrate i kisik iz ugljičnog dioksida i vode koristeći energiju sunčeve svjetlosti, dok je fotorespiracija sporedni reakcija u kojoj enzim RuBisCO oksigenira RuBP, uzrokujući gubitak energije proizvedene fotosintezom.
Fotosinteza i fotorespiracija su dva procesa koja se odvijaju u biljkama. Međutim, fotosinteza je važan proces dok je fotorespiracija rasipan proces. Dio energije i fiksnog ugljika rasipa se fotorespiracijom pomoću enzima zvanog RuBP oksigenaza-karboksilaza. Stoga se fotorespiracija može nazvati procesom koji smanjuje učinkovitost fotosinteze u biljkama.
Što je fotosinteza?
Fotosinteza je proces kojim zelene biljke, cijanobakterije i alge pretvaraju svjetlosnu energiju u kemijsku. Ovo je jedinstven proces koji se događa samo kod fotoautotrofa. Ti organizmi hvataju energiju sunčeve svjetlosti i pretvaraju je u kemijsku energiju u obliku ugljikohidrata, koje organizmi mogu iskoristiti kao svoju hranu. Fotosintetski organizmi ne ovise o drugim organizmima za svoju hranu za razliku od ljudi i drugih heterotrofa. Fotosintezom proizvode vlastitu hranu i drugima daju ono što su proizveli. U biljkama se fotosinteza odvija u organeli zvanoj kloroplast.
Slika 01: Fotosinteza
Pigmenti zvani klorofili koji sudjeluju u hvatanju svjetla. Listovi biljaka glavna su mjesta fotosinteze u biljkama. Struktura lista podržava učinkovitu fotosintezu minimiziranjem gubitka vode i učinkovitom izmjenom plinova preko stomaka. Koristeći nekoliko koraka, ugljični dioksid i voda pretvaraju se u glukozu i kisik koristeći energiju sunčeve svjetlosti. U fotosintezi postoje dvije glavne reakcije. To su reakcije ovisne o svjetlu (reakcija svjetla) i reakcije neovisne o svjetlu (tamna reakcija ili Calvinov ciklus). Svjetlosna reakcija proizvodi ATP i NADPH dok tamna reakcija proizvodi molekule šećera koristeći produkte svjetlosne reakcije. Calvinov ciklus odvija se kroz tri glavna koraka, a to su karboksilacija, redukcija i regeneracija. Kao nusproizvod kisik se ispušta u atmosferu i to je molekularni kisik koji udišemo. Kada organizmi trebaju energiju, oni razgrađuju ove molekule šećera uglavnom glukozu i proizvode ATP (energetske molekule) za svoje stanične procese.
Što je fotorespiracija?
Fotorespiracija je popratna reakcija Calvinovog ciklusa. Tijekom Calvinovog ciklusa, jedan glavni enzim nazvan RuBP oksigenaza – karboksilaza (rubisko) pretvara RuBP u fosfogliceraldehid uključivanjem ugljičnog dioksida. To je normalan proces proizvodnje molekule glukoze. Međutim, ovaj enzim ima sposobnost uključivanja kisika umjesto ugljičnog dioksida. To znači da Rubisco ima sposobnost koristiti kisik kao svoj supstrat umjesto ugljičnog dioksida. Kada se to dogodi, započinje gore nazvani proces fotorespiracije. Fotorespiracija zapravo gubi energiju i dio fiksnog ugljika.
Slika 02: Fotorespiracija
Nadalje, smanjuje sintezu molekula šećera (smanjuje broj molekula šećera koje se mogu proizvesti normalnim Calvinovim ciklusom). Fotorespiracija pogoduje nekoliko uvjeta kao što je nizak ugljični dioksid: omjer kisika, visoka temperatura, itd. Kada temperatura raste, rubisco enzim ima veći afinitet prema kisiku nego ugljični dioksid. Dakle, biljke koje rastu u vrućim i suhim uvjetima podvrgnute su fotorespiraciji više od biljaka koje rastu u drugim područjima. Međutim, ploče pokazuju različite prilagodbe i mehanizme za smanjenje fotorespiracije i gubitka energije. Jedan primjer su C4 biljke.
Koje su sličnosti između fotosinteze i fotorespiracije?
- Oboje se javlja u biljkama.
- Sunčeva svjetlost uključena je u fotosintezu i fotorespiraciju.
- Oboje koriste enzime.
- Pojavljuju se unutar staničnih organela.
Koja je razlika između fotosinteze i fotorespiracije?
Fotosinteza i fotorespiracija dva su procesa koji se odvijaju u biljkama. Fotosintezom se proizvodi hrana dok se fotorespiracijom rasipaju proizvodi fotosinteze. Neke biljke koje rastu u vrućim i suhim uvjetima više su podvrgnute fotorespiraciji. Stoga biljke pokušavaju minimizirati fotorespiraciju usvajanjem nekoliko mehanizama.
Infografika u nastavku predstavlja više detalja o razlici između fotosinteze i fotorespiracije u obliku tablice.
Sažetak – Fotosinteza nasuprot fotorespiraciji
Fotosinteza fiksira ugljični dioksid dok fotorespiracija troši dio fiksnog ugljika fotosintezom. Oba procesa pokreću enzimi. Tijekom fotosinteze, fotoautotrofi pretvaraju svjetlosnu energiju u kemijsku. Potrebna mu je sunčeva svjetlost, pigmenti zelene boje, ugljični dioksid i voda. S druge strane, fotorespiracija djeluje kao sporedna reakcija Calvinovog ciklusa u kojem rubisco enzim pretvara RuBP u PGA i PG inkorporiranjem O2 umjesto CO2Fotorespiracija se događa pri visokoj temperaturi i niskim koncentracijama ugljičnog dioksida. Ovo je razlika između fotosinteze i fotorespiracije.
