Фотосинтез менен фотодем алуунун негизги айырмасы фотосинтез фотоавтотрофтордун, негизинен жашыл өсүмдүктөрдүн, балырлардын жана цианобактериялардын күн нурунун энергиясын пайдалануу менен көмүр кычкыл газынан жана суудан углевод менен кычкылтекти пайда кылган процесс, ал эми фотодем алуу жагы болуп саналат. RuBisCO ферменти RuBP кычкылтектештирип, фотосинтезде өндүрүлгөн энергиянын бир бөлүгүн текке кетирген реакция.
Фотосинтез жана фотодем алуу өсүмдүктөрдө пайда болгон эки процесс. Бирок, фотосинтез маанилүү процесс, ал эми фотореспирация ысырапкор процесс. Энергиянын жана туруктуу көмүртектин бир бөлүгү RuBP оксигеназа-карбоксилаза деп аталган ферменттин фотодем алуусунда текке кетет. Демек, фотодем алууну өсүмдүктөрдөгү фотосинтездин натыйжалуулугун төмөндөтүүчү процесс деп атоого болот.
Фотосинтез деген эмне?
Фотосинтез – бул жашыл өсүмдүктөрдүн, цианобактериялардын жана балырлардын жарык энергиясын химиялык энергияга айландыруу процесси. Бул фотоавтотрофтордо гана кездешүүчү уникалдуу процесс. Бул организмдер күндүн нурунан энергия алып, аны организмдер тамак-аш катары колдоно ала турган углеводдор түрүндөгү химиялык энергияга айландырышат. Фотосинтетикалык организмдер адамдардан жана башка гетеротрофтардан айырмаланып, тамак-ашы үчүн башка организмдерден көз каранды эмес. Фотосинтез аркылуу азыктарын өздөрү өндүрүп, өндүргөн нерселерин башкаларга беришет. Өсүмдүктөрдө фотосинтез хлоропласт деп аталган органеллде ишке ашат.
01-сүрөт: Фотосинтез
Жарыкты тартууга катышуу үчүн хлорофилл деп аталган пигменттер. Өсүмдүк жалбырактары өсүмдүктөрдөгү фотосинтездин негизги жерлери болуп саналат. Жалбырактын түзүлүшү суунун жоготууларын азайтуу жана стомата аркылуу эффективдүү газ алмашууну жүргүзүү менен эффективдүү фотосинтезди колдойт. Бир нече кадамдарды колдонуп, көмүр кычкыл газы жана суу күн нурунун энергиясын колдонуу менен глюкозага жана кычкылтекке айланат. Фотосинтезде эки негизги реакция бар. Алар жарыкка көз каранды реакция (жарык реакциясы) жана жарыктан көз карандысыз реакция (караңгы реакция же Кальвин цикли). Жарык реакция ATP жана NADPH өндүрөт, ал эми караңгы реакция жарык реакциясынын продуктуларын колдонуу менен кант молекулаларын өндүрөт. Кальвин цикли үч негизги этаптан өтөт, атап айтканда карбоксилдөө, редукция жана регенерация. Кычкылтек кошумча продукт катары атмосферага чыгарылат жана бул биз дем алган молекулалык кычкылтек. Организмдер энергияга муктаж болгондо, бул кант молекулаларын негизинен глюкозаны талкалап, клетка процесстери үчүн ATP (энергия молекулалары) өндүрөт.
Фотодем алуу деген эмне?
Фотореспирация - Кальвин циклинин каптал реакциясы. Кальвин циклинин жүрүшүндө RuBP оксигеназа деп аталган бир негизги фермент - карбоксилаза (рубиско) көмүр кычкыл газын кошуу менен RuBPди фосфоглицеральдегидге айлантат. Бул глюкоза молекуласын өндүрүүнүн нормалдуу процесси. Бирок, бул фермент көмүр кычкыл газынын ордуна кычкылтекти камтый алат. Бул Рубиско көмүр кычкыл газынын ордуна кычкылтекти субстрат катары колдоно алат дегенди билдирет. Бул пайда болгондо, ал жогоруда аталган процессти фотореспирацияны баштайт. Фотодем алуу чындыгында энергияны жана туруктуу көмүртектин бир бөлүгүн текке кетирет.
02-сүрөт: Фотодем алуу
Мындан тышкары, кант молекулаларынын синтезин азайтат (кадимки Кальвин циклинде пайда боло турган кант молекулаларынын санын азайтат). Фотореспирация көмүр кычкыл газынын аздыгы сыяктуу бир нече шарттарга ылайык келет: кычкылтектин катышы, жогорку температура ж.б. Температура жогорулаганда рубиско ферменти көмүр кычкыл газына караганда кычкылтекке көбүрөөк жакындыкка ээ. Демек, башка аймактарда өскөн өсүмдүктөргө караганда ысык жана кургак шартта өскөн өсүмдүктөр фотореспирацияга көбүрөөк дуушар болушат. Бирок, пластиналар фотореспирацияны жана энергияны жоготууну азайтуу үчүн ар кандай адаптацияларды жана механизмдерди көрсөтөт. Мисалы, C4 өсүмдүктөрү.
Фотосинтез менен Фотодем алуунун кандай окшоштуктары бар?
- Экөө тең өсүмдүктөрдө кездешет.
- Күн нуру фотосинтез жана фотодем алуу менен катышат.
- Экөө тең ферменттерди колдонушат.
- Алар клеткалык органеллдердин ичинде пайда болот.
Фотосинтез менен Фотореспирациянын ортосунда кандай айырма бар?
Фотосинтез жана фотодем алуу - бул өсүмдүктөрдө болгон эки процесс. Фотосинтез тамак-аштарды өндүрөт, ал эми фотореспирация фотосинтездин калдыктарын чыгарат. Ысык жана кургак шартта өскөн кээ бир өсүмдүктөр фотодем алуудан көбүрөөк өтөт. Демек, өсүмдүктөр бир нече механизмдерди колдонуу менен фотодем алууну азайтууга аракет кылышат.
Төмөнкү инфографикада фотосинтез менен фотодем алуунун ортосундагы айырмачылык тууралуу кеңири маалымат таблица түрүндө берилген.
Кыскача маалымат – Фотосинтез vs Фотодем алуу
Фотосинтез көмүр кычкыл газын бекитет, ал эми фотодем алуу туруктуу көмүртектин бир бөлүгүн фотосинтез аркылуу коротот. Эки процесс тең фермент тарабынан башкарылат. Фотосинтез учурунда жарык энергиясы фотоавтотрофтор аркылуу химиялык энергияга айланат. Ал күн нуруна, жашыл түстөгү пигменттерге, көмүр кычкыл газына жана сууга муктаж. Башка жагынан алганда, фотодем алуу Кальвин циклинин каптал реакциясы катары иштейт, мында рубиско ферменти CO2 ордуна O2 кошуу менен RuBPди PGA жана PGге айлантат. Фотодем алуу жогорку температурада жана көмүр кычкыл газынын төмөн концентрациясында болот. Бул фотосинтез менен фотодем алуунун айырмасы.
