Pagrindinis skirtumas tarp fotooksidacijos ir fotokvėpavimo yra tas, kad fotooksidacija yra saulės šviesos sukeltas oksidacijos procesas, o fotokvėpavimas yra švaistoma fotosintezės reakcija, kurios metu fermentas Rubisco prisotina RuBP deguonimi, todėl dalis energijos išeikvojama.
Fotooksidacija ir fotokvėpavimas yra du procesai, kuriuos sukelia saulės šviesa. Augaluose abu šie procesai veikia normalią audinių veiklą. Fotooksidacija yra atsakinga už kenksmingų reaktyviųjų deguonies rūšių kaupimąsi audiniuose. Kita vertus, fotokvėpavimas yra atsakingas už energijos švaistymą augaluose.
Kas yra fotooksidacija?
Fotooksidacija yra šviesos sukeltas elektronų praradimo iš cheminių junginių procesas arba procesas, kai medžiaga reaguoja su deguonimi. Augaluose fotooksidacija vyksta esant aplinkos stresui. Todėl jis vadinamas fotooksidaciniu stresu. Dėl perteklinės sužadinimo energijos absorbcijos augalų audiniuose susidaro reaktyviosios deguonies rūšys. Šių reaktyviųjų deguonies rūšių kaupimasis yra žalingas procesas augaluose, pažeidžiantis chloroplastus. Šis fotooksidacinis stresas dažniausiai atsiranda esant didelio intensyvumo šviesai ir mažai CO koncentracijai2 Tai nuo šviesos priklausomas procesas. C3 augaluose fotokvėpavimas apsaugo augalus nuo fotooksidacijos.
01 pav.: Fotooksidacija
Be to, fotooksidacija gali pakeisti aliejaus sudėtį. Saulės šviesa ir deguonis sukelia aliejaus oksidaciją. Tai svarbus procesas, nes juo pašalinami dideli naftos išsiliejimo kiekiai jūroje. Todėl, kai dėl fotooksidacijos proceso išsiliejusią naftą veikia saulės šviesa, jos pašalinamos iš jūros.
Kas yra fotokvėpavimas?
Fotokvėpavimas yra šalutinė Kalvino ciklo reakcija, dėl kurios eikvojama dalis fotosintezės pagamintos energijos. Kalvino ciklo metu vienas pagrindinis fermentas, vadinamas RuBP oksigenazė-karboksilaze (rubisco), paverčia RuBP į fosfogliceraldehidą įtraukdamas anglies dioksidą. Tai yra normalus gliukozės molekulių gamybos procesas. Tačiau šis fermentas turi galimybę įtraukti deguonį, o ne anglies dioksidą. Tai reiškia, kad rubisco gali naudoti deguonį kaip substratą, o ne anglies dioksidą. Kai tai įvyksta, pradedamas aukščiau vadinamas procesas: fotokvėpavimas. Fotokvėpavimas iš tikrųjų eikvoja energiją ir dalį fiksuotos anglies. Be to, tai sumažina cukraus molekulių, kurias gali pagaminti įprastas Kalvino ciklas, skaičių.
02 pav.: Fotokvėpavimas
Fotografiniam kvėpavimui palankios kelios sąlygos, pvz., mažas anglies dioksido kiekis: deguonies santykis, aukšta temperatūra ir kt. Kai temperatūra pakyla, rubisko fermentas turi didesnį afinitetą deguoniui nei anglies dioksidas. Vadinasi, karštomis ir sausomis sąlygomis augantys augalai fotokvėpuoja labiau nei kitose vietose auginami augalai. Tačiau augalai turi skirtingus prisitaikymus ir mechanizmus, kad sumažintų fotokvėpavimą ir energijos praradimą. Vienas iš pavyzdžių yra C4 augalai.
Kokie yra fotooksidacijos ir fotokvėpavimo panašumai?
- Fotooksidacija ir fotokvėpavimas yra nuo šviesos priklausomi procesai.
- Abu procesus galima pastebėti augaluose.
- Tai natūralūs procesai.
- Chloroplastuose gali vykti abi reakcijos.
- Tai cheminės reakcijos.
- Deguonis dalyvauja abiejuose procesuose.
Kuo skiriasi fotooksidacija ir fotokvėpavimas?
Fotooksidacija yra saulės šviesos sukeltas oksidacijos procesas, o fotokvėpavimas yra švaistoma fotosintezės reakcija, kurios metu fermentas Rubisco prisotina RuBP deguonimi, todėl išeikvojama dalis energijos. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp fotooksidacijos ir fotorespiracijos. Be to, fotooksidacija yra žalinga augalams, o fotokvėpavimas nekenkia augalams.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami skirtumai tarp fotooksidacijos ir fotorespiracijos lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – fotooksidacija prieš fotokvėpavimą
Fotooksidacija ir fotokvėpavimas yra nuo šviesos priklausomi procesai. Fotooksidacija yra saulės šviesos sukeltas oksidacijos procesas, o fotokvėpavimas yra švaistoma fotosintezės reakcija, kurios metu fermentas Rubisco prisotina RuBP deguonimi, todėl dalis energijos išeikvojama. Taigi, čia apibendrinamas skirtumas tarp fotooksidacijos ir fotokvėpavimo.
