光合作用和光呼吸的主要区别在于，光合作用发生在RuBisCO酶与二氧化碳反应时，而光呼吸发生在RuBisCO酶与氧气反应时。此外，光呼吸降低了光合作用的效率。

光合作用和光呼吸是植物利用阳光生产能量的两个过程。RuBisCO是一种在两个过程之间切换的受谴责的酶。

覆盖的关键领域

1.什么是光合作用–定义、过程、重要性2.什么是光呼吸–定义、过程、重要性3.光合作用和光呼吸之间的相似之处–共同特征概述4.光合作用和光呼吸之间的区别–主要区别的比较

关键术语

二氧化碳，暗反应，光反应，光呼吸，光合作用，RuBisCO

什么是光合作用(photosynthesis)？

光合作用是从二氧化碳和水开始，利用太阳光的能量产生葡萄糖的过程。叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素等光合色素能吸收阳光的能量。在植物和藻类中，这些色素被浓缩到叶绿体中。氧气是光合作用的副产品。光合作用是地球上发生的关键过程之一，它将光能转化为化学能。从这个过程中产生的葡萄糖可以用来在另一个过程中产生ATP，称为细胞呼吸。

光合作用的过程可分为光反应和暗反应。

光反应

光反应发生在基粒的类囊体膜上，基粒是嵌入叶绿体基质中的一堆类囊体。光合色素在类囊体膜上形成光中心。光系统II吸收光能并传输到光中心，从而产生高能电子。这些高能电子通过细胞色素b6f复合体进入光系统I。它们进一步通过一系列铁氧还蛋白载体，产生NADPH。光系统中出现的电子缺失是通过在光解过程中分解水分子来填补的。生成的氢离子用于生产三磷酸腺苷。

Figure 1: Light Reaction

暗反应

光反应之后是暗反应。在这里，光反应产生的NADPH和ATP被用来从二氧化碳和水中产生葡萄糖。通过C3循环发生的暗反应也称为卡尔文循环，它发生在叶绿体的基质中，不需要光。碳的固定发生在卡尔文循环中，使用RuBisCO（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶），它将二氧化碳中的一个碳原子固定到RuBP（核酮糖1,5-二磷酸）中，产生3-磷酸甘油酯。一些3-磷酸甘油酸分子减少形成葡萄糖，而其余的被循环利用产生RuBP。在卡尔文循环中，除了葡萄糖外，还产生18个ATP和12个NADPH。

在C4循环中发生的暗反应被称为“孵化-松弛”路径，在该路径中，二氧化碳首先固定在PEP中，然后固定在RuBP中。

什么是光呼吸(photorespiration)？

光呼吸是在存在过量氧气的情况下抑制卡尔文循环。它导致已经固定的二氧化碳流失；因此，光呼吸减少了糖的合成，浪费了细胞的能量。RuBisCO与氧结合的能力负责光呼吸。因此，在有氧的情况下，RuBisCO在卡尔文循环中向RuBP中添加氧气，而不是二氧化碳。在这个反应中产生了两个分子：3-PGA，它是卡尔文循环的中间产物，和不能进入卡尔文循环的磷酸乙二醇酯。因此，光呼吸从卡尔文循环中窃取或移除碳。此外，植物利用一系列反应来回收磷酸乙二醇酯，后者也会窃取细胞的能量。因此，光呼吸被认为是一种低效的能量产生方法。

Figure 2: Photorespiration and Calvin Cycle

C4循环通过二氧化碳的双重固定消除了这个问题。它通过PEP羧化酶将二氧化碳固定到PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）中，在叶肉细胞中产生草酰乙酸。PEP羧化酶对二氧化碳的亲和力较高，对氧的亲和力较低。然后，草酰乙酸转化为苹果酸，并被输送到束鞘细胞。苹果酸在束鞘细胞内分解成二氧化碳和丙酮酸，增加细胞内的二氧化碳浓度。在高浓度的二氧化碳存在下，RuBisCO不与氧结合。

光合作用和光呼吸的相似性

• 光合作用和光呼吸是植物产生葡萄糖的两个过程。
• 它们会发生轻微的反应。
• 两种方法都使用RuBisCO酶。

光合作用(photosynthesis)和光呼吸(photorespiration)的区别

定义

光合作用是指绿色植物和其他一些有机体利用阳光从二氧化碳和水中合成营养物质的过程，而光呼吸是指植物在光中吸收氧气并释放出一些二氧化碳的呼吸过程，与光合作用的一般模式相反。

二氧化碳/氧气

光合作用主要发生在二氧化碳的存在下，而光呼吸主要发生在氧气的存在下。这是光合作用和光呼吸的一个主要区别。

光的影响

光合作用的暗反应发生在夜晚没有光的情况下，而光呼吸发生在白天有光的情况下。

植物种类

光合作用主要发生在C4植物，而光呼吸主要发生在C3植物。

rubisco活动

RuBisCO在光合作用中从RuBP产生3-PGA，而在光呼吸中从RuBP产生3-PGA和磷酸乙二醇酯。

碳固定

光合作用是植物固碳的主要过程，而光呼吸则浪费了一些已经固定的碳。

能量固定

光合作用是植物能量固定的主要过程，而光呼吸则浪费了细胞产生的部分能量。

效率

光合作用和光呼吸的另一个重要区别是产生葡萄糖的效率。光合作用是生产葡萄糖的有效过程，而光呼吸是生产葡萄糖的效率较低的过程。

结论

光合作用是利用太阳光的能量从二氧化碳和水中产生葡萄糖的过程。在光合作用过程中，这种酶RuBisCo与二氧化碳结合，加入RuBP。然而，光呼吸是另一种光合作用过程，在低浓度的二氧化碳中RuBisCO酶与氧结合。此外，光呼吸是一个效率较低的过程，因为它浪费了已经固定的碳和能量。因此，光合作用和光呼吸的一个重要区别是葡萄糖的产生效率。

引用

1.法拉比，M J.“光合作用。“光合作用， 可在此处找到2。”光呼吸。“可汗学院，可汗学院，这里提供 2.“光呼吸”汗学院，汗学院，