Avainero fotosynteesin ja valohengityksen välillä on se, että fotosynteesi on prosessi, jossa fotoautotrofit, pääasiassa vihreät kasvit, levät ja syanobakteerit, tuottavat hiilihydraatteja ja happea hiilidioksidista ja vedestä käyttämällä auringonvalon energiaa, kun taas valohengitys on yksi sivu. reaktio, jossa RuBisCO-entsyymi hapettaa RuBP:tä, jolloin osa fotosynteesin tuottamasta energiasta menee hukkaan.
Fosynteesi ja valohengitys ovat kaksi kasveissa tapahtuvaa prosessia. Fotosynteesi on kuitenkin tärkeä prosessi, kun taas valohengitys on tuhlaava prosessi. Osa energiasta ja kiinteästä hiilestä menee hukkaan RuBP-oksygenaasi-karboksylaasi-nimisen entsyymin fotohengityksen seurauksena. Tästä syystä valohengitystä voidaan kutsua prosessiksi, joka vähentää fotosynteesin tehokkuutta kasveissa.
Mitä on fotosynteesi?
Fosynteesi on prosessi, jossa vihreät kasvit, syanobakteerit ja levät muuttavat valoenergiaa kemialliseksi energiaksi. Tämä on ainutlaatuinen prosessi, joka esiintyy vain fotoautotrofeissa. Nämä organismit vangitsevat energiaa auringonvalosta ja muuttavat sen kemialliseksi energiaksi hiilihydraattien muodossa, jota organismit voivat käyttää ravintona. Fotosynteettiset organismit eivät ole riippuvaisia muista organismeista, toisin kuin ihmiset ja muut heterotrofit. He tuottavat itse ruokansa fotosynteesillä ja tarjoavat muille sitä, mitä ovat tuottaneet. Kasveissa fotosynteesi tapahtuu organellissa, jota kutsutaan kloroplastiksi.
Kuva 01: Fotosynteesi
Pigmentit, joita kutsutaan klorofylleiksi valon sieppaamiseen. Kasvien lehdet ovat tärkeimmät fotosynteesin kohdat kasveissa. Lehtirakenne tukee tehokasta fotosynteesiä minimoimalla vesihäviön ja suorittamalla tehokkaan kaasunvaihdon stomaatien kautta. Useiden vaiheiden avulla hiilidioksidi ja vesi muuttuvat glukoosiksi ja hapeksi auringonvalon energian avulla. Fotosynteesissä on kaksi pääreaktiota. Ne ovat valosta riippuvainen reaktio (valoreaktio) ja valosta riippumaton reaktio (pimeä reaktio tai Calvin-sykli). Valoreaktio tuottaa ATP:tä ja NADPH:ta, kun taas tumma reaktio tuottaa sokerimolekyylejä hyödyntäen valoreaktion tuotteita. Calvin-sykli etenee kolmen suuren vaiheen kautta, jotka ovat karboksylaatio, pelkistys ja regeneraatio. Sivutuotteena happea vapautuu ilmakehään, ja tämä on molekyylihappi, jota hengitämme. Kun organismit tarvitsevat energiaa, ne hajottavat näitä sokerimolekyylejä pääasiassa glukoosia ja tuottavat ATP:tä (energiamolekyylejä) soluprosesseihinsa.
Mitä on valokuvahengitys?
Photohengitys on Calvinin syklin sivureaktio. Calvin-syklin aikana yksi tärkeä entsyymi, nimeltään RuBP-oksygenaasi - karboksylaasi (rubisco), muuntaa RuBP:n fosfoglyseraldehydiksi sisällyttämällä siihen hiilidioksidia. Se on normaali glukoosimolekyylin tuotantoprosessi. Tällä entsyymillä on kuitenkin kyky sisällyttää happea hiilidioksidin sijasta. Tämä tarkoittaa, että Rubisco pystyy käyttämään substraattina happea hiilidioksidin sijasta. Kun tämä tapahtuu, se käynnistää edellä kutsutun prosessivalohengityksen. Valohengitys itse asiassa tuhlaa energiaa ja osaa kiinteästä hiilestä.
Kuva 02: Valohengitys
Lisäksi se vähentää sokerimolekyylien synteesiä (se vähentää sokerimolekyylien määrää, joita normaali Calvin-sykli voi tuottaa). Valohengitystä suosivat useat olosuhteet, kuten alhainen hiilidioksidi: happisuhde, korkea lämpötila jne. Lämpötilan noustessa rubisco-entsyymillä on suurempi affiniteetti happea kohtaan kuin hiilidioksidilla. Siksi kuumissa ja kuivissa olosuhteissa kasvavat kasvit altistuvat valohengitykselle enemmän kuin muilla alueilla kasvatetut kasvit. Levyillä on kuitenkin erilaisia mukautuksia ja mekanismeja valohengityksen ja energiahäviön minimoimiseksi. Yksi esimerkki ovat C4-laitokset.
Mitä yhtäläisyyksiä fotosynteesin ja valohengityksen välillä on?
- Molempia esiintyy kasveissa.
- Auringonvalo osallistuu fotosynteesiin ja valohengitykseen.
- Molemmat käyttävät entsyymejä.
- Ne esiintyvät soluorganelleissa.
Mitä eroa on fotosynteesin ja valohengityksen välillä?
Fotosynteesi ja valohengitys ovat kaksi kasveissa tapahtuvaa prosessia. Fotosynteesi tuottaa ruokaa, kun taas valohengitys tuhlaa fotosynteesituotteita. Jotkut kuumissa ja kuivissa olosuhteissa kasvavat kasvit käyvät läpi valohengityksen enemmän. Siksi kasvit yrittävät minimoida valohengityksen ottamalla käyttöön useita mekanismeja.
Alla olevassa infografiikassa on lisätietoja fotosynteesin ja valohengityksen eroista taulukkomuodossa.
Yhteenveto – Fotosynteesi vs valohengitys
Fosynteesi sitoo hiilidioksidia, kun taas valohengitys hukkaa osan kiinteästä hiilestä fotosynteesin avulla. Molemmat prosessit ovat entsyymiohjattuja. Fotosynteesin aikana valoenergia muuttuu kemialliseksi energiaksi fotoautotrofien vaikutuksesta. Se tarvitsee auringonvaloa, vihreitä väripigmenttejä, hiilidioksidia ja vettä. Toisa alta valohengitys toimii Calvin-syklin sivureaktiona, jossa rubisco-entsyymi muuttaa RuBP:n PGA:ksi ja PG:ksi sisällyttämällä O2 CO2:n sijaan. Valohengitystä tapahtuu korkeissa lämpötiloissa ja alhaisissa hiilidioksidipitoisuuksissa. Tämä on ero fotosynteesin ja valohengityksen välillä.
