Les différence principale entre la photosynthèse et la photorespiration est que le la photosynthèse se produit lorsque l'enzyme RuBisCO réagit avec le dioxyde de carbone tandis que la photorespiration se produit lorsque l'enzyme RuBisCO réagit avec l'oxygène. De plus, la photorespiration réduit l'efficacité de la photosynthèse.

La photosynthèse et la photorespiration sont deux processus qui se produisent lors de la production d'énergie à l'aide de la lumière du soleil dans les plantes. RuBisCO est l'enzyme censurable pour basculer entre deux processus.

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Qu'est-ce que la photosynthèse

La photosynthèse est le processus qui produit du glucose à partir de dioxyde de carbone et d'eau en utilisant l'énergie de la lumière du soleil. Les pigments photosynthétiques tels que la chlorophylle, les caroténoïdes et les phycobilines piègent l'énergie de la lumière du soleil. Chez les plantes et les algues, ces pigments sont concentrés en chloroplastes. L'oxygène est libéré en tant que sous-produit de la photosynthèse. La photosynthèse est l'un des processus clés qui se produisent sur terre, convertissant l'énergie lumineuse en énergie chimique. Le glucose produit par le processus peut être utilisé pour produire de l'ATP dans un autre processus appelé respiration cellulaire.

Le processus de photosynthèse peut être divisé en deux: la réaction à la lumière et la réaction à l'obscurité.

Réaction légère

Une légère réaction se produit sur la membrane thylakoïde du grana, les empilements de thylakoïdes noyés dans le stroma d'un chloroplaste. Les pigments photosynthétiques sont organisés en photocentres sur la membrane thylacoïdienne. Le photosystème II absorbe l'énergie lumineuse et la transporte dans les photocentres, permettant la production d'électrons de haute énergie. Ces électrons de haute énergie se déplacent dans le photosystème I à travers le complexe du cytochrome b6f. Ils se déplacent en outre à travers une série de transporteurs de ferredoxine, produisant du NADPH. Le déficit en électrons qui se produit dans les photosystèmes est comblé en divisant les molécules d'eau dans un processus appelé photolyse. Les ions hydrogène résultants sont utilisés dans la production d'ATP.

Figure 1: Réaction à la lumière

Réaction sombre

La réaction claire est suivie de la réaction sombre. Ici, le NADPH et l'ATP produits par la réaction lumineuse sont utilisés pour produire du glucose à partir de dioxyde de carbone et d'eau. La réaction sombre, qui se produit tout au long du cycle C3, est également appelée cycle de Calvin et se produit dans le stroma du chloroplaste sans utiliser de lumière. La fixation du carbone se produit dans le cycle de Calvin avec l'utilisation de l'enzyme RuBisCO (ribulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygénase), qui fixe un atome de carbone du dioxyde de carbone en RuBP (ribulose 1, 5-bisphosphate), produisant 3 -phosphoglycérate. Certaines des molécules de 3-phosphoglycérate se réduisent pour former du glucose tandis que le reste est recyclé pour produire du RuBP. En plus du glucose, 18 ATP et 12 NADPH sont également produits au cours du cycle de Calvin.

La réaction sombre, qui se produit tout au long du cycle C4, est appelée la voie Hatch-Slack dans laquelle le dioxyde de carbone est d'abord fixé dans le PEP, puis dans le RuBP.

Qu'est-ce que la photorespiration

La photorespiration est l'inhibition du cycle de Calvin en présence d'un excès d'oxygène. Cela conduit à la perte de dioxyde de carbone déjà fixé; par conséquent, la photorespiration diminue la synthèse des sucres et gaspille l'énergie de la cellule. La capacité de RuBisCO à se lier à l'oxygène est responsable de la photorespiration. Par conséquent, en présence d'oxygène, RuBisCO ajoute de l'oxygène à la RuBP dans le cycle de Calvin au lieu du dioxyde de carbone. Deux molécules sont produites dans cette réaction: le 3-PGA, qui est un intermédiaire du cycle de Calvin, et le phosphoglycolate, qui ne peut pas entrer dans le cycle de Calvin. Pour cette raison, la photorespiration vole ou élimine les carbones du cycle de Calvin. De plus, les plantes utilisent une série de réactions pour récupérer le phosphoglycolate, qui vole également l'énergie de la cellule. Par conséquent, la photorespiration est considérée comme une méthode inefficace de production d'énergie.

Figure 2: Photorespiration et cycle de Calvin

Le cycle C4 élimine ce problème avec la double fixation du dioxyde de carbone. Il fixe le dioxyde de carbone dans le PEP (phosphoénolpyruvate) par la PEP carboxylase, produisant de l'oxaloacétate dans les cellules du mésophylle. La PEP carboxylase a une affinité plus élevée envers le dioxyde de carbone et une faible affinité envers l'oxygène. Ensuite, l'oxaloacétate est converti en malate et transporté vers les cellules de la gaine du faisceau. Le malate se dissocie en dioxyde de carbone et en pyruvate à l'intérieur des cellules de la gaine du faisceau, augmentant la concentration de dioxyde de carbone à l'intérieur de la cellule. En présence d'une concentration élevée en dioxyde de carbone, RuBisCO ne se lie pas à l'oxygène.

Similitudes entre la photosynthèse et la photorespiration

Différence entre la photosynthèse et la photorespiration

Définition

La photosynthèse fait référence au processus par lequel les plantes vertes et certains autres organismes utilisent la lumière du soleil pour synthétiser des nutriments à partir du dioxyde de carbone et de l'eau, tandis que la photorespiration fait référence à un processus respiratoire par lequel les plantes absorbent l'oxygène de la lumière et émettent du dioxyde de carbone, contrairement à la tendance générale. modèle de photosynthèse.

Dioxyde de carbone/oxygène

La photosynthèse se produit principalement en présence de dioxyde de carbone, tandis que la photorespiration se produit principalement en présence d'oxygène. C'est l'une des principales différences entre la photosynthèse et la photorespiration.

Influence de la lumière

La réaction sombre de la photosynthèse se produit en l'absence de lumière, la nuit tandis que la photorespiration se produit en présence de lumière, pendant la journée.

Type de plantes

La photosynthèse se produit principalement dans les plantes C4, tandis que la photorespiration se produit principalement dans les plantes C3.

Activité RuBisCO

RuBisCO produit du 3-PGA à partir de RuBP en photosynthèse, tandis que RuBisCO produit du 3-PGA et du phosphoglycolate à partir de RuBP en photorespiration.

Fixation du carbone

La photosynthèse est le principal processus de fixation du carbone chez les plantes, tandis que la photorespiration gaspille une partie du carbone déjà fixé.

Fixation d'énergie

La photosynthèse est le principal processus de fixation de l'énergie chez les plantes, tandis que la photorespiration gaspille une partie de l'énergie produite par la cellule.

Efficacité

Une autre différence importante entre la photosynthèse et la photorespiration est l'efficacité de la production de glucose. La photosynthèse est un processus efficace de production de glucose, tandis que la photorespiration est un processus moins efficace de production de glucose.

Conclusion

La photosynthèse est le processus impliqué dans la production de glucose à partir de dioxyde de carbone et d'eau en utilisant l'énergie de la lumière du soleil. Au cours de la photosynthèse, l'enzyme RuBisCo se lie au dioxyde de carbone, l'ajoutant à RuBP. Cependant, la photorespiration est un processus alternatif de photosynthèse dans lequel l'enzyme RuBisCO se lie à l'oxygène dans les faibles concentrations de dioxyde de carbone. De plus, la photorespiration est un processus moins efficace car elle gaspille à la fois du carbone et de l'énergie déjà fixés. Ainsi, une différence importante entre la photosynthèse et la photorespiration est l'efficacité de la production de glucose.

Référence:

1. Farabee, M J. « PHOTOSYNTHÈSE ». PHOTOSYNTHESE, disponible ici2. « Photorespiration ». Khan Academy, Khan Academy, disponible ici

Image de courtoisie:

1. "Diagramme de réaction à la lumière de la photosynthèse" par BlueRidgeKitties (CC BY 2.0) via flickr2. «Diagramme de photorespiration simplifié» de Rachel Purdon - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia