Фотосинтезата и клетъчното дишане са почти химически огледални изображения един на друг. Когато Земята имаше много по-малко кислород във въздуха, фотосинтетичните организми използваха въглероден диоксид и произвеждаха кислород като страничен продукт. Днес растенията, водораслите и цианобактериите използват този подобен процес на фотосинтеза. Всички други организми, включително животните, са се развили, за да използват някаква форма на клетъчно дишане.
Както фотосинтезата, така и клетъчното дишане използват широко използването на енергията от протичащите електрони, за да стимулират синтеза на продукт. При фотосинтезата основният продукт е глюкоза, докато при клетъчното дишане е така ATP (аденозин трифосфат).
Органели
Има голяма разлика между дишането в еукариотните и прокариотните организми. Растенията и животните са и еукариотни, защото имат сложни органели в клетката. Растенията, например, използват фотосинтеза в тилакоидната мембрана в рамките на хлоропласт.
Еукариотите, които използват клетъчно дишане, наричат органели
митохондрии, които са нещо като електроцентралата на клетката. Прокариотите могат да използват или фотосинтеза, или клетъчно дишане, но тъй като им липсват сложни органели, те произвеждат енергия по по-прости начини. Тази статия предполага съществуването на такива органели, тъй като някои прокариоти дори не използват електронната транспортна верига. Тоест, можете да приемете, че тази дискусия се отнася до еукариотни клетки (т.е. тези на растения, животни и гъби).Електронната транспортна верига
При фотосинтезата електронната транспортна верига се появява в началото на процеса, но идва в края на процеса при клетъчно дишане. Двете обаче не са напълно аналогични. В края на краищата разбиването на съединение не е същото като поцинковането на производството на съединение.
Важното е да запомните, че фотосинтетичните организми се опитват да подхранват глюкозата като източник на храна, докато организмите, които използват клетъчното дишане, разграждат глюкозата до АТФ, който е основният енергиен носител на клетка.
Важно е да запомните, че фотосинтезата и клетъчното дишане се осъществяват в растителните клетки. Често фотосинтезата се бърка с „версия“ на клетъчното дишане, отколкото се среща при други еукариоти, но това не е така.
Фотосинтезата vs. Клетъчно дишане
Фотосинтезата използва енергията, получена от светлината, за да освободи електрони от хлорофилните пигменти, които събират светлината. Молекулите на хлорофила нямат безкраен запас от електрони, така че те възстановяват загубения електрон от молекула вода. Остават електроните и водородните йони (електрически заредени частици водород). Кислородът се създава като страничен продукт, поради което се изхвърля в атмосферата.
При клетъчното дишане електронната транспортна верига възниква, след като глюкозата вече е разградена. Осем молекули от NADPH и две молекули от FADH2 остават. Тези молекули са предназначени да дарят електрони и водородни йони на електронната транспортна верига. Движението на електроните галванизира водородните йони през мембраната на митохондрията.
Тъй като това образува концентрация на водородни йони от едната страна, те са принудени да се върнат обратно във вътрешността на митохондрията, което стимулира синтеза на АТФ. В самия край на процеса електроните се приемат от кислорода, който след това се свързва с водородните йони, за да произвежда вода.
Клетъчно дишане в обратна посока
Последната стъпка в клетъчното дишане отразява началото на фотосинтезата, която отделя водата и произвежда електрони, кислород и водородни йони. Използвайки тези знания, може също така да можете да предскажете, че фотосинтезата включва движението на водородни йони през тилакоидната мембрана, за да се подсили производството на АТФ. Тогава електроните се приемат от NADPH (но не и FADH2 при фотосинтеза). Тези съединения навлизат в процес като този на клетъчното дишане обратно, за да могат да синтезират глюкоза за използване на енергия в клетката.