Фотосинтез мен фототыныс алудың басты айырмашылығы мынада: фотосинтез фотоавтотрофтар, негізінен жасыл өсімдіктер, балдырлар мен цианобактериялар күн сәулесіндегі энергияны пайдалана отырып, көмірқышқыл газы мен судан көмірсулар мен оттегін түзетін процесс, ал фототыныс алу жағы болып табылады. RuBisCO ферменті RuBP-ны оттегімен толықтырып, фотосинтез нәтижесінде пайда болатын энергияның бір бөлігін босқа жұмсайтын реакция.
Фотосинтез және фототыныс алу өсімдіктерде болатын екі процесс. Дегенмен, фотосинтез маңызды процесс, ал фототыныс алу бос процесс. Энергия мен бекітілген көміртектің бір бөлігі RuBP оксигеназа-карбоксилаза деп аталатын ферменттің фототыныс алуымен босқа кетеді. Демек, фототыныс алуды өсімдіктердегі фотосинтездің тиімділігін төмендететін процесс деп атауға болады.
Фотосинтез дегеніміз не?
Фотосинтез – жасыл өсімдіктер, цианобактериялар және балдырлар жарық энергиясын химиялық энергияға айналдыратын процесс. Бұл тек фотоавтотрофтарда болатын ерекше процесс. Бұл организмдер күн сәулесінен энергия алады және оны организмдер өздерінің тағамы ретінде пайдалана алатын көмірсулар түріндегі химиялық энергияға айналдырады. Фотосинтездеуші организмдер адамдардан және басқа гетеротрофтардан айырмашылығы басқа организмдерге қоректенбейді. Олар фотосинтез арқылы өз тағамдарын өндіреді және басқаларды өздері өндіргенімен қамтамасыз етеді. Өсімдіктерде фотосинтез хлоропласт деп аталатын органоидта жүреді.
01-сурет: Фотосинтез
Жарықты түсіруге қатысатын пигменттер хлорофилл деп аталады. Өсімдік жапырақтары өсімдіктердегі фотосинтездің негізгі орны болып табылады. Жапырақ құрылымы судың жоғалуын азайту және устьица арқылы тиімді газ алмасу арқылы тиімді фотосинтезді қолдайды. Бірнеше қадамдарды қолдана отырып, көмірқышқыл газы мен су күн сәулесіндегі энергияны пайдалана отырып, глюкоза мен оттегіге айналады. Фотосинтезде екі негізгі реакция бар. Олар жарыққа тәуелді реакция (жарық реакциясы) және жарыққа тәуелсіз реакция (қараңғы реакция немесе Кальвин циклі). Жарық реакциясы ATP және NADPH шығарады, ал қараңғы реакция жарық реакциясының өнімдерін пайдаланатын қант молекулаларын шығарады. Кальвин циклі үш негізгі кезеңнен өтеді, атап айтқанда карбоксилдену, редукция және регенерация. Жанама өнім ретінде оттегі атмосфераға шығарылады және бұл біз дем алатын молекулалық оттегі. Ағзаларға энергия қажет болғанда, олар бұл қант молекулаларын негізінен глюкозаны бұзады және олардың жасушалық процестері үшін ATP (энергия молекулалары) шығарады.
Фототыныс дегеніміз не?
Фототыныс алу - Кальвин циклінің жанама реакциясы. Кальвин циклі кезінде RuBP оксигеназа деп аталатын бір негізгі фермент - карбоксилаза (рубиско) көмірқышқыл газын қосу арқылы RuBP-ны фосфоглицеральдегидке айналдырады. Бұл глюкоза молекуласын өндірудің қалыпты процесі. Дегенмен, бұл ферменттің көмірқышқыл газының орнына оттегін қосу қабілеті бар. Бұл Рубисконың көмірқышқыл газының орнына оттегін субстрат ретінде пайдалану мүмкіндігі бар дегенді білдіреді. Бұл орын алған кезде ол жоғарыда аталған фототыныс алу процесін бастайды. Фототыныс алу шынымен энергияны және тұрақты көміртегінің бір бөлігін босқа жұмсайды.
02-сурет: Фототыныс
Сонымен қатар, ол қант молекулаларының синтезін төмендетеді (ол қалыпты Кальвин циклінде түзілуі мүмкін қант молекулаларының санын азайтады). Фототыныс алуды көмірқышқыл газының төмендігі сияқты бірнеше жағдайлар қолайлы етеді: оттегі қатынасы, жоғары температура және т.б. Температура жоғарылағанда рубиско ферментінің көмірқышқыл газына қарағанда оттегіге жақындығы жоғары болады. Демек, ыстық және құрғақ жағдайда өсетін өсімдіктер басқа жерлерде өсетін өсімдіктерге қарағанда фототыныс алудан көбірек өтеді. Дегенмен, пластиналар фототыныс алуды және энергияны жоғалтуды азайту үшін әртүрлі бейімделулер мен механизмдерді көрсетеді. Бір мысал C4 өсімдіктері.
Фотосинтез мен фототыныс алудың қандай ұқсастықтары бар?
- Екеуі де өсімдіктерде кездеседі.
- Күн сәулесі фотосинтезге және фототыныс алуға қатысады.
- Екеуі де ферменттерді пайдаланады.
- Олар жасушалық органеллалар ішінде болады.
Фотосинтез мен фототыныс алудың айырмашылығы неде?
Фотосинтез және фототыныс алу өсімдіктерде болатын екі процесс. Фотосинтез тамақ өнімдерін шығарады, ал фототыныс алу фотосинтез өнімдерін қалдырады. Ыстық және құрғақ жағдайда өсетін кейбір өсімдіктер фототыныс алудан көбірек өтеді. Сондықтан өсімдіктер бірнеше механизмдерді қолдану арқылы фототыныс алуды азайтуға тырысады.
Төмендегі инфографика фотосинтез мен фототыныс алу арасындағы айырмашылық туралы толығырақ кесте түрінде берілген.
Қорытынды – Фотосинтез және Фототыныс
Фотосинтез көмірқышқыл газын бекітеді, ал фототыныс алу фотосинтез арқылы бекітілген көміртегінің бір бөлігін босқа шығарады. Екі процесс те ферментке негізделген. Фотосинтез кезінде жарық энергиясы фотоавтотрофтар арқылы химиялық энергияға айналады. Оған күн сәулесі, жасыл түсті пигменттер, көмірқышқыл газы және су қажет. Екінші жағынан, фототыныс алу Кальвин циклінің жанама реакциясы ретінде жұмыс істейді, онда рубиско ферменті CO2 орнына O2 қосу арқылы RuBP-ны PGA және PG-ге айналдырады. Фототыныс алу жоғары температурада және көмірқышқыл газының төмен концентрациясында жүреді. Бұл фотосинтез мен фототыныс алудың айырмашылығы.
