Forskellen mellem aerob og anaerob cellulær respiration fotosyntese

Aerob respiration, anaerob respiration og gæring er metoder til levende celler til at producere energi fra fødekilder. Mens alle levende organismer udfører en eller flere af disse processer, er det kun en udvalgt gruppe af organismer, der er i stand til fotosyntese som giver dem mulighed for at producere mad fra sollys. Men selv i disse organismer, maden produceret af fotosyntese omdannes til cellulær energi gennem cellulær respiration.

Et kendetegn ved aerob respiration sammenlignet med fermenteringsveje er forudsætningen for ilt og det meget højere udbytte af energi pr. Molekyle glukose.

Glykolyse er en universel startvej udført i cytoplasmaet af celler til nedbrydning af glukose til kemisk energi. Den energi, der frigøres fra hvert molekyle glukose, bruges til at fæstne et fosfat til hvert af fire molekyler af adenosindiphosphat (ADP) til dannelse af to molekyler adenosintriphosphat (ATP) og et yderligere molekyle af NADH.

Den energi, der er lagret i fosfatbindingen, anvendes i andre cellulære reaktioner og betragtes ofte som celleens energi "valuta". Da glycolyse imidlertid kræver input af energi fra to ATP-molekyler, er nettoudbyttet fra glycolyse kun to ATP-molekyler pr. Glukosemolekyle. Selve glukosen opdeles i pyruvat under glykolyse.

Aerob respiration forekommer i mitokondrier i nærvær af ilt og giver størstedelen af ​​energi til organismer, der er i stand til processen. Pyruvat flyttes ind i mitokondrier og omdannes til acetyl CoA, som derefter kombineres med oxaloacetat for at producere citronsyre i den første fase af citronsyrecyklus.

Den efterfølgende serie omdanner citronsyren tilbage til oxaloacetat og producerer energibærende molekyler sammen med den måde, der kaldes NADH og FADH₂.

Hver tur i Krebs-cyklussen er i stand til at producere et ATP-molekyle og yderligere 17 ATP-molekyler gennem elektrontransportkæden. Da glykolyse giver to molekyler pyruvat til brug i Krebs-cyklussen, er det samlede udbytte for aerob respiration er 36 ATP pr. molekyle glukose i tillæg til de to ATP produceret i løbet af glykolyse.

Terminalacceptoren for elektronerne under elektrontransportkæden er ilt.

Ikke at forveksle med anaerob respirationfermentering finder sted i fravær af ilt i cellernes cytoplasma og omdanner pyruvat til et affaldsprodukt for at producere de energibærende molekyler, der er nødvendige for at fortsætte glykolyse. Da den eneste energi, der produceres under fermentering, er gennem glykolyse, er det samlede udbytte pr. Molekyle glucose to ATP.

Mens energiproduktionen er væsentligt mindre end aerob respiration, tillader gæring omdannelsen af ​​brændstof til energi at fortsætte i fravær af ilt. Eksempler på gæring indbefatter mælkesyrefermentering hos mennesker og andre dyr og ethanolfermentering af gær. Affaldsprodukterne genbruges enten når organismen genindtræder i en aerob tilstand eller fjernes fra organismen.

Fundet i udvalgte prokaryoter bruger anaerob respiration en elektrontransportkæde meget som aerob respiration, men i stedet for at bruge ilt som en terminal elektronacceptor, er andre elementer det Brugt. Disse alternative acceptorer inkluderer nitrat, sulfat, svovl, kuldioxid og andre molekyler.

Disse processer er vigtige bidragydere til cykling af næringsstoffer i jorden såvel som at lade disse organismer kolonisere områder, der er ubeboelige af andre organismer.

I modsætning til de forskellige cellulære respirationsveje bruges fotosyntese af planter, alger og nogle bakterier til at producere den mad, der er nødvendig til stofskiftet. I planter forekommer fotosyntese i specialiserede strukturer kaldet kloroplaster, mens fotosyntetiske bakterier typisk udfører fotosyntese langs membranforlængelser af plasmamembranen.

Fotosyntese kan opdeles i to faser: lysafhængige reaktioner og lysuafhængige reaktioner.

Under lysafhængige reaktioner, lysenergi bruges til at aktivere elektroner fjernet fra vand og producere en protongradient der igen producerer højenergimolekyler, der fremmer lysuafhængige reaktioner. Når elektronerne fjernes fra vandmolekyler, brydes vandmolekylerne ned i ilt og protoner.

Protonerne bidrager til protongradienten, men iltet frigives. Under de lysuafhængige reaktioner bruges den energi, der produceres under lysreaktionerne, til at producere sukkermolekyler ud fra kuldioxid gennem en proces kaldet Calvin-cyklen.

Calvin Cycle producerer et sukkermolekyle for hver seks kuldioxidmolekyler. Kombineret med de vandmolekyler, der anvendes i de lysafhængige reaktioner, er den generelle formel for fotosyntese 6 H₂O + 6 CO₂ + lys → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.