Fotosentez ve fotorespirasyon arasındaki temel fark, fotosentezin, başta yeşil bitkiler, algler ve siyanobakteriler olmak üzere fotoototrofların güneş ışığındaki enerjiyi kullanarak karbondioksit ve sudan karbonhidrat ve oksijen üretmesi, fotorespirasyonun ise bir yan olduğu süreçtir. RuBisCO enziminin RuBP'yi oksijenlendirdiği ve fotosentez tarafından üretilen enerjinin bir kısmının boşa gitmesine neden olduğu reaksiyon.
Fotosentez ve fotosolunum bitkilerde meydana gelen iki süreçtir. Bununla birlikte, fotosentez önemli bir süreçtir, fotorespirasyon ise israflı bir süreçtir. Enerjinin ve sabit karbonun bir kısmı, RuBP oksijenaz-karboksilaz adı verilen enzim tarafından fotorespirasyonla boşa harcanır. Bu nedenle fotorespirasyon, bitkilerde fotosentezin etkinliğini az altan bir süreç olarak adlandırılabilir.
Fotosentez Nedir?
Fotosentez, yeşil bitkilerin, siyanobakterilerin ve alglerin ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürdüğü süreçtir. Bu, yalnızca fotoototroflarda meydana gelen benzersiz bir süreçtir. Bu organizmalar, güneş ışığından enerji yakalar ve bunu, organizmalar tarafından yiyecekleri olarak kullanılabilecek karbonhidrat formunda kimyasal enerjiye dönüştürür. Fotosentetik organizmalar, insanlar ve diğer heterotroflardan farklı olarak, yiyecekleri için diğer organizmalara bağımlı değildir. Fotosentez yaparak kendi besinlerini üretirler ve ürettiklerini başkalarına sağlarlar. Bitkilerde fotosentez kloroplast adı verilen organelde gerçekleşir.
Şekil 01: Fotosentez
Işığı yakalamada rol oynayan klorofil adı verilen pigmentler. Bitki yaprakları, bitkilerde fotosentezin ana yerleridir. Yaprak yapısı, su kaybını en aza indirerek ve stoma yoluyla verimli gaz alışverişi yaparak verimli fotosentezi destekler. Birkaç adımda karbondioksit ve su, güneş ışığındaki enerjiyi kullanarak glikoz ve oksijene dönüşür. Fotosentezde iki ana reaksiyon vardır. Bunlar ışığa bağımlı bir reaksiyon (ışık reaksiyonu) ve ışıktan bağımsız bir reaksiyondur (karanlık reaksiyon veya Calvin döngüsü). Işık reaksiyonu, ATP ve NADPH üretirken, karanlık reaksiyon, ışık reaksiyonunun ürünlerini kullanan şeker molekülleri üretir. Calvin döngüsü, karboksilasyon, indirgeme ve rejenerasyon olmak üzere üç ana aşamadan geçer. Yan ürün olarak oksijen atmosfere salınır ve bu soluduğumuz moleküler oksijendir. Organizmalar enerjiye ihtiyaç duyduklarında, bu şeker moleküllerini esas olarak glikozu kırarlar ve hücresel süreçleri için ATP (enerji molekülleri) üretirler.
Fotorespirasyon nedir?
Fotorespirasyon, Calvin döngüsünün bir yan reaksiyonudur. Calvin döngüsü sırasında, RuBP oksijenaz - karboksilaz (rubisco) adı verilen büyük bir enzim, karbon dioksit ekleyerek RuBP'yi fosfogliseraldehite dönüştürür. Glikoz molekülü üretmenin normal sürecidir. Bununla birlikte, bu enzimin karbondioksit yerine oksijeni dahil etme yeteneği vardır. Bu, Rubisco'nun karbon dioksit yerine oksijeni substrat olarak kullanma yeteneğine sahip olduğu anlamına gelir. Bu gerçekleştiğinde, yukarıda adı verilen süreç fotorespirasyonu başlatır. Fotorespirasyon aslında enerjiyi ve sabit karbonun bir kısmını boşa harcar.
Şekil 02: Fotorespirasyon
Ayrıca, şeker moleküllerinin sentezini az altır (normal Calvin döngüsü tarafından üretilebilen şeker moleküllerinin sayısını az altır). Fotorespirasyon, düşük karbon dioksit gibi çeşitli koşullar tarafından desteklenir: oksijen oranı, yüksek sıcaklık, vb. Sıcaklık arttığında, rubisco enziminin oksijene karşı afinitesi karbondioksitten daha yüksektir. Bu nedenle sıcak ve kuru koşullarda yetişen bitkiler, diğer bölgelerde yetişen bitkilere göre daha fazla fotorespirasyona uğrarlar. Bununla birlikte, platlar, fotorespirasyonu ve enerji kaybını en aza indirmek için farklı uyarlamalar ve mekanizmalar gösterir. Bir örnek C4 bitkileridir.
Fotosentez ve Fotosolunum Arasındaki Benzerlikler Nelerdir?
- Her ikisi de bitkilerde bulunur.
- Güneş ışığı fotosentez ve fotorespirasyonla ilgilidir.
- Her ikisi de enzim kullanır.
- Hücresel organellerde meydana gelirler.
Fotosentez ve Fotosolunum Arasındaki Fark Nedir?
Fotosentez ve fotosolunum bitkilerde meydana gelen iki işlemdir. Fotosentez gıda üretirken, fotorespirasyon fotosentez ürünlerini israf eder. Sıcak ve kuru koşullarda yetişen bazı bitkiler daha fazla fotorespirasyona uğrar. Bu nedenle bitkiler, çeşitli mekanizmalar benimseyerek fotorespirasyonu en aza indirmeye çalışırlar.
Aşağıdaki infografik, fotosentez ve fotorespirasyon arasındaki fark hakkında daha fazla ayrıntıyı tablo halinde sunar.
Özet – Fotosentez ve Fotorespirasyon
Fotosentez karbondioksiti sabitlerken fotosolunum sabit karbonun bir kısmını fotosentez ile boşa harcar. Her iki süreç de enzim güdümlüdür. Fotosentez sırasında ışık enerjisi fotoototroflar tarafından kimyasal enerjiye dönüşür. Güneş ışığına, yeşil renk pigmentlerine, karbondioksite ve suya ihtiyaç duyar. Öte yandan, fotorespirasyon, rubisco enziminin CO2 yerine O2 ekleyerek RuBP'yi PGA ve PG'ye dönüştürdüğü Calvin döngüsünün bir yan reaksiyonu olarak çalışır. Fotorespirasyon, yüksek sıcaklık ve düşük karbondioksit konsantrasyonları altında gerçekleşir. Fotosentez ve fotorespirasyon arasındaki fark budur.
