Fotosintez va fotonafas olish oʻrtasidagi asosiy farq shundaki, fotosintez fotoavtotroflar, asosan yashil oʻsimliklar, suv oʻtlari va siyanobakteriyalar quyosh nuri energiyasidan foydalangan holda karbonat angidrid va suvdan uglevodlar va kislorod hosil qiladigan jarayon boʻlib, fotonafas olishning bir tomoni hisoblanadi. Bu reaksiyada RuBisCO fermenti RuBPni kislorod bilan toʻldiradi, bu fotosintez natijasida hosil boʻlgan energiyaning bir qismini isrof boʻlishiga olib keladi.
Fotosintez va fotonafas olish o'simliklarda sodir bo'ladigan ikkita jarayondir. Biroq, fotosintez muhim jarayon, fotonafas olish esa behuda jarayondir. Energiya va qattiq uglerodning bir qismi RuBP oksigenaza-karboksilaza deb ataladigan ferment tomonidan fotonafas olish orqali isrof qilinadi. Demak, fotonafas olishni o'simliklardagi fotosintez samaradorligini pasaytiradigan jarayon deb atash mumkin.
Fotosintez nima?
Fotosintez - bu yashil o'simliklar, siyanobakteriyalar va suv o'tlari yorug'lik energiyasini kimyoviy energiyaga aylantirish jarayoni. Bu faqat fotoavtotroflarda uchraydigan noyob jarayon. Bu organizmlar quyosh nuridan energiya oladi va uni organizmlar oziq-ovqat sifatida ishlatishi mumkin bo'lgan uglevodlar shaklida kimyoviy energiyaga aylantiradi. Fotosintetik organizmlar odamlardan va boshqa geterotroflardan farqli o'laroq, oziq-ovqat uchun boshqa organizmlarga bog'liq emas. Ular fotosintez orqali o'zlarining oziq-ovqatlarini ishlab chiqaradilar va boshqalarni o'zlari ishlab chiqargan narsalar bilan ta'minlaydilar. O'simliklarda fotosintez xloroplast deb ataladigan organellada sodir bo'ladi.
01-rasm: Fotosintez
Pigmentlar yorug'likni ushlab turish uchun xlorofillar deb ataladi. O'simlik barglari o'simliklardagi fotosintezning asosiy joylari hisoblanadi. Barg tuzilishi suv yo'qotilishini minimallashtirish va stomata orqali samarali gaz almashinuvini amalga oshirish orqali samarali fotosintezni qo'llab-quvvatlaydi. Bir necha bosqichlardan foydalanib, karbonat angidrid va suv quyosh nuridagi energiya yordamida glyukoza va kislorodga aylanadi. Fotosintezda ikkita asosiy reaktsiya mavjud. Ular yorug'likka bog'liq reaktsiya (yorug'lik reaktsiyasi) va yorug'likka bog'liq bo'lmagan reaktsiya (qorong'i reaktsiya yoki Kalvin aylanishi). Yorug'lik reaktsiyasi ATP va NADPH hosil qiladi, qorong'i reaktsiya esa yorug'lik reaktsiyasi mahsulotlarini ishlatadigan shakar molekulalarini ishlab chiqaradi. Kalvin sikli uchta asosiy bosqichdan o'tadi, ya'ni karboksillanish, reduksiya va regeneratsiya. Qo'shimcha mahsulot sifatida kislorod atmosferaga chiqariladi va bu biz nafas olayotgan molekulyar kisloroddir. Organizmlar energiyaga muhtoj bo'lganda, ular bu shakar molekulalarini, asosan, glyukozani parchalaydi va hujayra jarayonlari uchun ATP (energiya molekulalari) ishlab chiqaradi.
Fotonafas olish nima?
Fotonafas olish Kalvin siklining yon reaksiyasidir. Kalvin siklida RuBP oksigenaza deb ataladigan asosiy ferment - karboksilaza (rubisko) karbonat angidridni o'z ichiga olgan holda RuBPni fosfogliseraldegidga aylantiradi. Bu glyukoza molekulasini ishlab chiqarishning normal jarayoni. Biroq, bu ferment karbonat angidrid o'rniga kislorodni o'z ichiga olish qobiliyatiga ega. Ya'ni, Rubisko karbonat angidrid o'rniga kislorodni substrat sifatida ishlatish qobiliyatiga ega. Bu sodir bo'lganda, u yuqorida ko'rsatilgan jarayonni fotonafas olishni boshlaydi. Fotonafas olish aslida energiyani va uglerodning bir qismini behuda sarflaydi.
02-rasm: Fotonafas olish
Bundan tashqari, u shakar molekulalarining sintezini kamaytiradi (normal Kalvin siklida hosil bo'lishi mumkin bo'lgan shakar molekulalari sonini kamaytiradi). Fotonafas olish karbonat angidrid gazining kamligi kabi bir qancha sharoitlarga ta'sir qiladi: kislorod nisbati, yuqori harorat va hokazo. Harorat ko'tarilganda, rubisko fermenti kislorodga karbonat angidridga nisbatan yuqori yaqinlikka ega. Demak, issiq va quruq sharoitda o'sadigan o'simliklar boshqa joylarda o'sadigan o'simliklarga qaraganda ko'proq fotonafas olishadi. Biroq, plastinkalar fotonafas olish va energiya yo'qotilishini minimallashtirish uchun turli xil moslashuv va mexanizmlarni ko'rsatadi. Masalan, C4 o'simliklari.
Fotosintez va fotonafas olish oʻrtasidagi oʻxshashliklar qanday?
- Ikkalasi ham oʻsimliklarda uchraydi.
- Quyosh nuri fotosintez va fotonafas olishda ishtirok etadi.
- Ikkalasi ham fermentlardan foydalanadi.
- Ular hujayra organellalarida uchraydi.
Fotosintez va fotonafas olish oʻrtasidagi farq nima?
Fotosintez va fotonafas olish o'simliklarda sodir bo'ladigan ikkita jarayondir. Fotosintez oziq-ovqat ishlab chiqaradi, fotonafas olish esa fotosintez mahsulotlarini yo'qotadi. Issiq va quruq sharoitda o'sadigan ba'zi o'simliklar ko'proq fotorespiratsiyaga uchraydi. Shuning uchun o'simliklar bir nechta mexanizmlarni qo'llash orqali fotonafas olishni minimallashtirishga harakat qiladilar.
Quyidagi infografikada fotosintez va fotonafas olish oʻrtasidagi farq haqida batafsil maʼlumotlar jadval koʻrinishida keltirilgan.
Xulosa – Fotosintez va Fotonafas olish
Fotosintez karbonat angidridni tuzatadi, fotonafas olish esa fiksatsiyalangan uglerodning bir qismini fotosintez orqali yo'qotadi. Ikkala jarayon ham ferment tomonidan boshqariladi. Fotosintez jarayonida yorug'lik energiyasi fotoavtotroflar tomonidan kimyoviy energiyaga aylanadi. U quyosh nuri, yashil rang pigmentlari, karbonat angidrid va suvga muhtoj. Boshqa tomondan, fotonafas olish Kalvin siklining yon reaktsiyasi sifatida ishlaydi, bunda rubisko fermenti CO2 oʻrniga O2 qoʻshib, RuBP ni PGA va PG ga aylantiradi. Fotonafas olish yuqori harorat va past karbonat angidrid konsentratsiyasida sodir bo'ladi. Bu fotosintez va fotonafas olish o'rtasidagi farq.
