Фотосинтез и Дыхание растений: сравнительная таблица, сходства и различия
Фотосинтез и дыхание растений часто ошибочно представляют как процессы, которые просто «идут в разные стороны». На самом деле они тесно связаны обменом веществ и энергии, но происходят в разных структурах клетки и выполняют разные задачи. Для сравнения важно отделять место процесса, исходные вещества, продукты и энергетический смысл.
| Критерий | Фотосинтез | Дыхание растений |
|---|---|---|
| Главное место процесса | Хлоропласты зелёных клеток; световые реакции связаны с мембранами тилакоидов, фиксация углерода — со стромой. | Идёт во всех живых клетках растения; основные этапы аэробного дыхания связаны с цитоплазмой и митохондриями. |
| Исходные вещества | Углекислый газ и вода; для процесса нужна энергия света. | Органические вещества, прежде всего глюкоза, и кислород при аэробном дыхании. |
| Основные продукты | Органические вещества; кислород выделяется как побочный продукт световой стадии. | Углекислый газ и вода; энергия запасается в молекулах АТФ и используется клеткой. |
| Условие света | Для фотосинтеза свет обязателен. | Дыхание не требует света и продолжается днём и ночью. |
| Газообмен | В общем результате поглощается CO₂ и выделяется O₂. | При аэробном дыхании поглощается O₂ и выделяется CO₂. |
| Энергетический смысл | Энергия света превращается в химическую энергию органических веществ. | Химическая энергия органических веществ высвобождается порциями и становится доступной клетке. |
| Связь с органическими веществами | Органические вещества синтезируются из неорганических исходных веществ. | Органические вещества расщепляются и окисляются. |
| Когда идёт особенно интенсивно | При достаточном освещении, воде, CO₂ и подходящей температуре. | Интенсивность растёт при активном обмене веществ и подходящей температуре; свет сам по себе не обязателен. |
| Значение для растения | Создание органического вещества, рост биомассы, запасание энергии. | Обеспечение клеток энергией для синтеза, транспорта, роста, деления и других процессов. |
| Связь между процессами | Создаёт вещества и кислород, которые могут использоваться при дыхании. | Возвращает CO₂ и воду, которые могут вновь участвовать в фотосинтезе. |
Содержание статьи9 разделов
Пояснения к сравнению
1. Фотосинтез не означает, что растение «не дышит»
Зелёное растение дышит постоянно: его клетки нуждаются в АТФ и днём, и ночью. При освещении одновременно идут и фотосинтез, и дыхание. Если фотосинтез протекает интенсивнее дыхания, общий газообмен листа будет выглядеть как поглощение углекислого газа и выделение кислорода.
2. Кислород фотосинтеза и углекислый газ дыхания имеют разное происхождение
Во время фотосинтеза кислород образуется при превращениях воды в световой стадии. При дыхании углекислый газ появляется при поэтапном окислении органических веществ. Поэтому нельзя записывать процессы как механическое зеркальное отражение одной-единственной реакции: каждый состоит из многих последовательных этапов.
3. Главная разница — направление преобразования энергии
Фотосинтез требует притока световой энергии и запасает её в химических связях органических веществ. Дыхание, наоборот, высвобождает часть этой химической энергии и переводит её в форму, пригодную для работы клетки, прежде всего в АТФ.
4. Место процесса связано с функцией
Фотосинтез идёт в хлоропластах зелёных клеток. Дыхание не ограничено зелёными органами: оно необходимо клеткам корня, стебля, цветка, семени и другим живым клеткам. Поэтому утверждение «корни не дышат» неверно.
Что общего
Оба процесса относятся к обмену веществ и энергии, состоят из цепочек ферментативных реакций и зависят от состояния клетки, температуры и обеспеченности необходимыми веществами. Они взаимосвязаны: продукты одного процесса могут становиться исходными веществами другого. Оба процесса критически важны для существования растения как единой системы.
Главные различия
- Фотосинтез запасает энергию света, дыхание высвобождает химическую энергию органических веществ.
- Фотосинтез требует света, дыхание идёт и на свету, и в темноте.
- Фотосинтез связан с хлоропластами зелёных клеток, дыхание происходит во всех живых клетках.
- В фотосинтезе общий баланс газов — поглощение CO₂ и выделение O₂; при аэробном дыхании — наоборот.
Задания на сравнение
- Объясните, почему ночью у растения прекращается фотосинтез, но продолжается дыхание.
- Назовите два признака, по которым фотосинтез и дыхание отличаются по энергетическому смыслу.
- Почему корень способен дышать, хотя обычно не фотосинтезирует?
- Как связаны продукты фотосинтеза и исходные вещества дыхания?
Вывод
Фотосинтез и дыхание не взаимоисключают друг друга. Первый создаёт органическое вещество и запасает энергию, второй обеспечивает клетки доступной энергией за счёт окисления органических веществ. Их совместная работа поддерживает рост, развитие и обмен веществ растения.
Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.