ההבדל העיקרי בין פוטוסינתזה לפוטוסינתזה הוא שהפוטוסינתזה היא התהליך שבו פוטואוטוטרופים, בעיקר צמחים ירוקים, אצות וציאנובקטריות, מייצרים פחמימות וחמצן מפחמן דו חמצני ומים תוך שימוש באנרגיה באור השמש בעוד שהפוטו-נשימה היא צד תגובה שבה האנזים RuBisCO מחמצן את RuBP, מה שגורם לבזבוז חלק מהאנרגיה שנוצרת בפוטוסינתזה.
פוטוסינתזה ופוטוספירציה הם שני תהליכים המתרחשים בצמחים. עם זאת, פוטוסינתזה היא תהליך חשוב בעוד שפוטו-נשימה היא תהליך בזבזני. חלק מהאנרגיה והפחמן הקבוע מתבזבז על ידי הנשימה הפוטו-ספירטיבית על ידי האנזים הנקרא RuBP oxygenase-carboxylase.מכאן שניתן להתייחס לפוטו-נשימה כתהליך שמפחית את יעילות הפוטוסינתזה בצמחים.
מה זה פוטוסינתזה?
פוטוסינתזה הוא התהליך שבו צמחים ירוקים, ציאנובקטריות ואצות ממירים אנרגיית אור לאנרגיה כימית. זהו תהליך ייחודי המתרחש רק בפוטו-אוטוטרופים. אורגניזמים אלו לוכדים אנרגיה מאור השמש וממירים אותה לאנרגיה כימית בצורה של פחמימות, אותן ניתן לנצל אורגניזמים כמזון שלהם. אורגניזמים פוטוסינתטיים אינם תלויים באורגניזמים אחרים עבור מזונם בניגוד לבני אדם והטרוטרופים אחרים. הם מייצרים את המזון שלהם בפוטוסינתזה ומספקים לאחרים את מה שהם ייצרו. בצמחים מתרחשת פוטוסינתזה באברון הנקרא כלורופלסט.
איור 01: פוטוסינתזה
הפיגמנטים הנקראים כלורופילים כדי לערב בלכידת אור. עלי צמחים הם האתרים העיקריים של הפוטוסינתזה בצמחים. מבנה העלים תומך בפוטוסינתזה יעילה על ידי מזעור אובדן המים ועל ידי ביצוע חילופי גזים יעילים דרך הסטומטה. באמצעות מספר שלבים, פחמן דו חמצני ומים הופכים לגלוקוז וחמצן באמצעות האנרגיה באור השמש. ישנן שתי תגובות עיקריות בפוטוסינתזה. הם תגובה תלוית אור (תגובה לאור) ותגובה עצמאית לאור (תגובה כהה או מחזור קלווין). תגובת האור מייצרת ATP ו-NADPH בעוד שתגובה כהה מייצרת מולקולות סוכר תוך שימוש בתוצרי תגובת האור. מחזור קלווין ממשיך בשלושה שלבים עיקריים, כלומר קרבוקסילציה, הפחתה והתחדשות. כתוצר לוואי משתחרר חמצן לאטמוספירה וזהו החמצן המולקולרי שמה שאנו נושמים. כאשר אורגניזמים זקוקים לאנרגיה, הם שוברים את מולקולות הסוכר הללו בעיקר גלוקוז ומייצרים ATP (מולקולות אנרגיה) לתהליכים התאיים שלהם.
מהי Photorespiration?
נשימה מצלמת היא תגובה צדדית של מחזור קלווין. במהלך מחזור קלווין, אנזים מרכזי אחד בשם RuBP oxygenase - קרבוקסילאז (רוביסקו) הופך את RuBP לפוספוגליצרלדהיד על ידי שילוב פחמן דו חמצני. זהו תהליך נורמלי של ייצור מולקולת גלוקוז. עם זאת, לאנזים זה יש יכולת לשלב חמצן במקום פחמן דו חמצני. זה אומר שלרוביסקו יש את היכולת להשתמש בחמצן כמצע שלו במקום בפחמן דו חמצני. כאשר זה מתרחש, זה יוזם את תהליך photorespiration שנקרא לעיל. Photorespiration למעשה מבזבז אנרגיה וחלק מהפחמן הקבוע.
איור 02: Photorespiration
יתר על כן, זה מקטין את הסינתזה של מולקולות סוכר (הוא מפחית את מספר מולקולות הסוכר שניתן לייצר על ידי מחזור קלווין הרגיל). Photorespiration מעדיף על ידי מספר תנאים כגון פחמן דו חמצני נמוך: יחס חמצן, טמפרטורה גבוהה וכו'. כאשר הטמפרטורה עולה, לאנזים רוביסקו יש זיקה גבוהה יותר לחמצן מאשר לפחמן דו חמצני. לפיכך, הצמחים שגדלים בתנאים חמים ויבשים עוברים צילום נשימה יותר מאשר הצמחים הגדלים באזורים אחרים. עם זאת, משטחים מראים התאמות ומנגנונים שונים כדי למזער את הנשימה הפוטואלית ואובדן האנרגיה. דוגמה אחת היא מפעלי C4.
מהם הדמיון בין פוטוסינתזה לפוטוספירציה?
- שניהם מתרחשים בצמחים.
- אור השמש מעורב בפוטוסינתזה ובנשימה פוטו.
- שניהם משתמשים באנזימים.
- הם מתרחשים בתוך אברונים תאיים.
מה ההבדל בין פוטוסינתזה ל-Photorespiration?
פוטוסינתזה ופוטוספירציה הם שני תהליכים המתרחשים בצמחים.פוטוסינתזה מייצרת מזון בעוד שפוטוסינתזה מבזבזת תוצרי פוטוסינתזה. חלק מהצמחים שגדלים בתנאים חמים ויבשים עוברים צילום נשימה יותר. לפיכך, צמחים מנסים למזער את הנשימה הפתולית על ידי אימוץ מספר מנגנונים.
האינפוגרפיקה שלהלן מציגה פרטים נוספים על ההבדל בין פוטוסינתזה לפוטנשימה בצורה טבלאית.
סיכום – פוטוסינתזה לעומת Photorespiration
פוטוסינתזה מקבעת פחמן דו חמצני בעוד שפוטוסינתזה מבזבזת חלק מהפחמן הקבוע על ידי פוטוסינתזה. שני התהליכים מונעים על ידי אנזים. במהלך הפוטוסינתזה, אנרגיית האור הופכת לאנרגיה כימית על ידי פוטואוטוטרופים. הוא זקוק לאור שמש, פיגמנטים בצבע ירוק, פחמן דו חמצני ומים.מצד שני, photorespiration פועלת כתגובת לוואי של מחזור קלווין שבה אנזים רוביסקו הופך RuBP ל-PGA ו-PG על ידי שילוב O2 במקום CO2נשימת פוטו מתרחשת בטמפרטורה גבוהה ובריכוזי פחמן דו חמצני נמוכים. זה ההבדל בין פוטוסינתזה לפוטו-נשימה.
