o principal diferença entre a fotossíntese e a fotorrespiração é que o a fotossíntese ocorre quando a enzima RuBisCO reage com o dióxido de carbono, enquanto a fotorrespiração ocorre quando a enzima RuBisCO reage com o oxigênio. Além disso, a fotorrespiração reduz a eficiência da fotossíntese.

A fotossíntese e a fotorrespiração são dois processos que ocorrem durante a produção de energia usando a luz solar nas plantas. RuBisCO é a enzima censurável para alternar entre dois processos.

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O que é fotossíntese

Fotossíntese é o processo que produz glicose a partir do dióxido de carbono e da água, usando a energia da luz solar. Pigmentos fotossintéticos, como clorofila, carotenóides e ficobilinas, retêm a energia da luz solar. Em plantas e algas, esses pigmentos são concentrados em cloroplastos. O oxigênio é liberado como um subproduto da fotossíntese. A fotossíntese é um dos principais processos que ocorrem na Terra, convertendo a energia da luz em energia química. A glicose produzida no processo pode ser usada para produzir ATP em outro processo chamado respiração celular.

O processo de fotossíntese pode ser dividido em dois: reação de luz e reação de escuridão.

Reação de luz

A reação da luz ocorre na membrana tilacóide da grana, as pilhas de tilacóides embutidas no estroma de um cloroplasto. Os pigmentos fotossintéticos são organizados em fotocentros na membrana tilacóide. O fotossistema II absorve a energia da luz e o transporta para os fotocentros, permitindo a produção de elétrons de alta energia. Esses elétrons de alta energia movem-se para o fotossistema I através do complexo do citocromo b6f. Eles ainda se movem através de uma série de transportadores de ferredoxina, produzindo NADPH. A deficiência de elétrons que ocorre nos fotossistemas é preenchida pela divisão das moléculas de água em um processo chamado fotólise. Os íons de hidrogênio resultantes são usados ​​na produção de ATP.

Figura 1: Reação à luz

Reação Sombria

A reação da luz é seguida pela reação do escuro. Aqui, o NADPH e o ATP produzidos pela reação da luz são usados ​​para produzir glicose a partir do dióxido de carbono e da água. A reação escura, que ocorre através do ciclo C3, também é chamada de ciclo de Calvin e ocorre no estroma do cloroplasto sem o uso de luz. A fixação de carbono ocorre no ciclo de Calvin com o uso da enzima RuBisCO (ribulose-1, 5-bisfosfato carboxilase / oxigenase), que fixa um átomo de carbono do dióxido de carbono em RuBP (ribulose 1, 5-bifosfato), produzindo 3 -fosfoglicerato. Algumas das moléculas de 3-fosfoglicerato reduzem para formar glicose enquanto o resto é reciclado para produzir RuBP. Além da glicose, 18 ATP e 12 NADPH também são produzidos durante o ciclo de Calvin.

A reação escura, que ocorre através do ciclo C4, é chamada de via Hatch-Slack, na qual o dióxido de carbono é fixado primeiro em PEP e depois em RuBP.

O que é fotorrespiração

A fotorrespiração é a inibição do ciclo de Calvin na presença de oxigênio em excesso. Isso leva à perda de dióxido de carbono já fixado; portanto, a fotorrespiração diminui a síntese de açúcar e desperdiça a energia da célula. A capacidade de RuBisCO de se ligar ao oxigênio é responsável pela fotorrespiração. Portanto, na presença de oxigênio, RuBisCO adiciona oxigênio ao RuBP no ciclo de Calvin em vez de dióxido de carbono. Duas moléculas são produzidas nesta reação: 3-PGA, que é um intermediário do ciclo de Calvin, e fosfoglicolato, que não pode entrar no ciclo de Calvin. Por conta disso, a fotorrespiração rouba ou remove carbonos do ciclo de Calvin. Além disso, as plantas usam uma série de reações para recuperar o fosfoglicolato, que também rouba a energia da célula. Portanto, a fotorrespiração é considerada um método ineficiente de produção de energia.

Figura 2: Fotorrespiração e Ciclo de Calvin

O ciclo C4 elimina esse problema com a dupla fixação do dióxido de carbono. Ele fixa o dióxido de carbono em PEP (fosfoenolpiruvato) pela PEP carboxilase, produzindo oxaloacetato nas células do mesofilo. PEP carboxilase tem uma afinidade maior para o dióxido de carbono e uma baixa afinidade para o oxigênio. Em seguida, o oxaloacetato é convertido em malato e transportado para as células da bainha do feixe. O malato se dissocia em dióxido de carbono e piruvato dentro das células da bainha do feixe, aumentando a concentração de dióxido de carbono dentro da célula. Na presença de alta concentração de dióxido de carbono, RuBisCO não se liga ao oxigênio.

Semelhanças entre fotossíntese e fotorrespiração

Diferença entre fotossíntese e fotorrespiração

Definição

Fotossíntese se refere ao processo pelo qual as plantas verdes e alguns outros organismos usam a luz solar para sintetizar nutrientes do dióxido de carbono e da água, enquanto a fotorrespiração se refere a um processo respiratório pelo qual as plantas absorvem o oxigênio da luz e liberam um pouco de dióxido de carbono, ao contrário do geral padrão de fotossíntese.

Dióxido de Carbono / Oxigênio

A fotossíntese ocorre predominantemente na presença de dióxido de carbono, enquanto a fotorrespiração ocorre predominantemente na presença de oxigênio. Esta é uma das principais diferenças entre fotossíntese e fotorrespiração.

Influência da Luz

A reação escura da fotossíntese ocorre na ausência de luz, à noite, enquanto a fotorrespiração ocorre na presença de luz, durante o dia.

Tipo de Plantas

A fotossíntese ocorre predominantemente em plantas C4, enquanto a fotorrespiração ocorre predominantemente em plantas C3.

Atividade RuBisCO

RuBisCO produz 3-PGA a partir de RuBP na fotossíntese, enquanto RuBisCO produz 3-PGA e fosfoglicolato a partir de RuBP na fotorrespiração.

Fixação de carbono

A fotossíntese é o principal processo de fixação de carbono nas plantas, enquanto a fotorrespiração desperdiça parte do carbono já fixado.

Fixação de energia

A fotossíntese é o principal processo de fixação de energia nas plantas, enquanto a fotorrespiração desperdiça parte da energia produzida pela célula.

Eficiência

Outra diferença importante entre fotossíntese e fotorrespiração é a eficiência de produção de glicose. A fotossíntese é um processo eficiente de produção de glicose, enquanto a fotorrespiração é um processo menos eficiente de produção de glicose.

Conclusão

Fotossíntese é o processo envolvido na produção de glicose a partir do dióxido de carbono e da água, usando a energia da luz solar. Durante a fotossíntese, a enzima RuBisCo se liga ao dióxido de carbono, adicionando-o ao RuBP. No entanto, a fotorrespiração é um processo alternativo de fotossíntese no qual a enzima RuBisCO se liga ao oxigênio em baixas concentrações de dióxido de carbono. Além disso, a fotorrespiração é um processo menos eficiente, pois desperdiça carbono e energia já fixados. Assim, uma diferença importante entre fotossíntese e fotorrespiração é a eficiência de produção de glicose.

Referência:

1. Farabee, M J. “PHOTOSYNTHESIS.” FOTOSSÍNTESE, disponível aqui2. “Fotorrespiração.” Khan Academy, Khan Academy, disponível aqui

Cortesia de imagem:

1. “Diagrama de reação de luz da fotossíntese” por BlueRidgeKitties (CC BY 2.0) via flickr2. “Diagrama de fotorrespiração simplificado” Por Rachel Purdon - Trabalho do próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia