ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจด้วยแสงคือการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่โฟโตออโตโทรฟซึ่งส่วนใหญ่เป็นพืชสีเขียว สาหร่ายและไซยาโนแบคทีเรียสร้างคาร์โบไฮเดรตและออกซิเจนจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำโดยใช้พลังงานจากแสงแดดในขณะที่การหายใจด้วยแสงเป็นพลังงานด้านข้าง ปฏิกิริยาที่เอนไซม์ RuBisCO เติมออกซิเจนให้ RuBP ทำให้พลังงานบางส่วนที่เกิดจากการสังเคราะห์ด้วยแสงสูญเปล่า
การสังเคราะห์แสงและการหายใจด้วยแสงเป็นสองกระบวนการที่เกิดขึ้นในพืช อย่างไรก็ตาม การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่สำคัญ ในขณะที่การหายใจด้วยแสงเป็นกระบวนการที่สิ้นเปลือง พลังงานและคาร์บอนคงที่บางส่วนสูญเสียไปโดยการหายใจด้วยแสงโดยเอนไซม์ที่เรียกว่า RuBP oxygenase-carboxylaseดังนั้นการหายใจด้วยแสงจึงเรียกได้ว่าเป็นกระบวนการที่ลดประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงในพืช
การสังเคราะห์แสงคืออะไร
การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่พืชสีเขียว ไซยาโนแบคทีเรีย และสาหร่ายแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมี นี่เป็นกระบวนการพิเศษที่เกิดขึ้นเฉพาะในโฟโตออโตโทรฟเท่านั้น สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จับพลังงานจากแสงแดดและแปลงเป็นพลังงานเคมีในรูปของคาร์โบไฮเดรต ซึ่งสิ่งมีชีวิตสามารถใช้เป็นอาหารได้ สิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงไม่ได้อาศัยสิ่งมีชีวิตอื่นเป็นอาหารซึ่งแตกต่างจากมนุษย์และ heterotrophs อื่น ๆ พวกเขาผลิตอาหารของตนเองโดยการสังเคราะห์ด้วยแสงและให้สิ่งที่พวกเขาผลิตแก่ผู้อื่น ในพืช การสังเคราะห์แสงจะเกิดขึ้นในออร์แกเนลล์ที่เรียกว่าคลอโรพลาสต์
รูปที่ 01: การสังเคราะห์ด้วยแสง
สารสีที่เรียกว่าคลอโรฟิลล์เพื่อจับแสง ใบพืชเป็นแหล่งหลักของการสังเคราะห์แสงในพืช โครงสร้างใบรองรับการสังเคราะห์ด้วยแสงอย่างมีประสิทธิภาพโดยลดการสูญเสียน้ำให้น้อยที่สุด และโดยการแลกเปลี่ยนก๊าซอย่างมีประสิทธิภาพผ่านปากใบ โดยใช้หลายขั้นตอน คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำจะเปลี่ยนเป็นกลูโคสและออกซิเจนโดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ มีสองปฏิกิริยาหลักในการสังเคราะห์แสง พวกมันคือปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสง (ปฏิกิริยาแสง) และปฏิกิริยาอิสระของแสง (ปฏิกิริยามืดหรือวัฏจักรคาลวิน) ปฏิกิริยาแสงสร้าง ATP และ NADPH ในขณะที่ปฏิกิริยามืดสร้างโมเลกุลน้ำตาลโดยใช้ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาแสง วัฏจักรคาลวินดำเนินการผ่านสามขั้นตอนหลัก ได้แก่ คาร์บอกซิเลชัน รีดักชัน และการสร้างใหม่ เมื่อออกซิเจนเป็นผลพลอยได้ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศและนี่คือโมเลกุลออกซิเจนที่เราหายใจเข้าไป เมื่อสิ่งมีชีวิตต้องการพลังงาน พวกมันจะทำลายโมเลกุลน้ำตาลเหล่านี้ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกลูโคสและผลิต ATP (โมเลกุลพลังงาน) สำหรับกระบวนการในเซลล์ของพวกมัน
การหายใจด้วยแสงคืออะไร
การหายใจด้วยแสงเป็นปฏิกิริยาข้างเคียงของวัฏจักรคาลวิน ในระหว่างวงจร Calvin เอนไซม์สำคัญตัวหนึ่งที่เรียกว่า RuBP oxygenase – carboxylase (rubisco) จะแปลง RuBP เป็น phosphoglyceraldehyde โดยผสมผสานคาร์บอนไดออกไซด์เข้าด้วยกัน เป็นกระบวนการปกติในการผลิตโมเลกุลกลูโคส อย่างไรก็ตาม เอนไซม์นี้มีความสามารถในการรวมออกซิเจนแทนคาร์บอนไดออกไซด์ นั่นหมายความว่า Rubisco มีความสามารถในการใช้ออกซิเจนเป็นสารตั้งต้นแทนคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น มันจะเริ่มต้นการหายใจด้วยแสงของกระบวนการที่เรียกว่าข้างต้น การหายใจด้วยแสงทำให้สิ้นเปลืองพลังงานและคาร์บอนคงที่บางส่วน
รูปที่ 02: การหายใจด้วยแสง
นอกจากนี้ยังลดการสังเคราะห์โมเลกุลน้ำตาล (ลดจำนวนโมเลกุลน้ำตาลที่สามารถผลิตได้ด้วยวัฏจักรคาลวินปกติ)การหายใจด้วยแสงมีปัจจัยหลายประการ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ต่ำ: อัตราส่วนออกซิเจน อุณหภูมิสูง เป็นต้น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เอนไซม์รูบิสโกจะมีความสัมพันธ์กับออกซิเจนสูงกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้นพืชที่เติบโตภายใต้สภาวะที่ร้อนและแห้งจึงได้รับการหายใจด้วยแสงมากกว่าพืชที่ปลูกในพื้นที่อื่น อย่างไรก็ตาม เพลตแสดงการดัดแปลงและกลไกต่างๆ เพื่อลดการหายใจด้วยแสงและการสูญเสียพลังงาน ตัวอย่างหนึ่งคือพืช C4
ความคล้ายคลึงกันระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงกับการหายใจด้วยแสงคืออะไร
- เกิดในพืชทั้งคู่
- แสงแดดเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แสงและการหายใจด้วยแสง
- ใช้เอนไซม์ทั้งคู่
- เกิดขึ้นภายในเซลล์ออร์แกเนลล์
การสังเคราะห์แสงและการหายใจด้วยแสงต่างกันอย่างไร
การสังเคราะห์แสงและการหายใจด้วยแสงเป็นสองกระบวนการที่เกิดขึ้นในพืชการสังเคราะห์ด้วยแสงผลิตอาหารในขณะที่การหายใจด้วยแสงทำให้ผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์ด้วยแสงสูญเปล่า พืชบางชนิดที่เติบโตภายใต้สภาวะที่ร้อนและแห้งจะได้รับการหายใจด้วยแสงมากกว่า ดังนั้น พืชจึงพยายามลดการหายใจด้วยแสงโดยใช้กลไกหลายอย่าง
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างการสังเคราะห์แสงและการหายใจในรูปแบบตาราง
สรุป – การสังเคราะห์แสงเทียบกับการหายใจด้วยแสง
การสังเคราะห์ด้วยแสงแก้ไขคาร์บอนไดออกไซด์ในขณะที่การหายใจด้วยแสงทำให้คาร์บอนคงที่บางส่วนเสียไปโดยการสังเคราะห์ด้วยแสง ทั้งสองกระบวนการขับเคลื่อนด้วยเอนไซม์ ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง พลังงานแสงจะเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีโดยโฟโตออโตโทรฟ ต้องการแสงแดด เม็ดสีสีเขียว คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำในทางกลับกัน การหายใจด้วยแสงทำหน้าที่เป็นปฏิกิริยาข้างเคียงของวัฏจักรคาลวิน ซึ่งเอนไซม์รูบิสโกจะเปลี่ยน RuBP เป็น PGA และ PG โดยผสมผสาน O2 แทนที่จะเป็น CO2การหายใจด้วยแสงเกิดขึ้นภายใต้อุณหภูมิสูงและความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำ นี่คือความแตกต่างระหว่างการสังเคราะห์แสงและการหายใจด้วยแสง