Ero aerobisen ja anaerobisen soluhengityksen fotosynteesin välillä

Aerobinen hengitys, anaerobinen hengitys ja käyminen ovat menetelmiä eläville soluille tuottaa energiaa ravinnon lähteistä. Vaikka kaikki elävät organismit suorittavat yhden tai useampia näistä prosesseista, vain valittu organismiryhmä pystyy siihen fotosynteesi mikä antaa heille mahdollisuuden tuottaa ruokaa auringonvalosta. Kuitenkin myös näissä organismeissa ruoka tuottaa fotosynteesi muuttuu soluenergiaksi soluhengityksen kautta.

Aerobisen hengityksen erottava ominaisuus fermentaatioreitteihin verrattuna on hapen ennakkoedellytys ja paljon korkeampi energiantuotto glukoosimolekyyliä kohti.

Glykolyysi on yleinen aloitusreitti suoritetaan solujen sytoplasmassa glukoosin hajottamiseksi kemialliseksi energiaksi. Jokaisesta glukoosimolekyylistä vapautuvaa energiaa käytetään fosfaatin kiinnittämiseen kuhunkin neljän glukoosimolekyyliin adenosiinidifosfaattia (ADP) kahden adenosiinitrifosfaattimolekyylin (ATP) ja ylimääräisen NADH.

Fosfaattisidokseen varastoitua energiaa käytetään muissa solureaktioissa ja sitä pidetään usein solun energia "valuuttana". Koska glykolyysi vaatii kuitenkin energian syöttämistä kahdesta ATP-molekyylistä, glykolyysin nettotuotto on vain kaksi ATP-molekyyliä glukoosimolekyyliä kohti. Itse glukoosi hajotetaan pyruvaatiksi glykolyysin aikana.

Aerobista hengitystä esiintyy mitokondrioissa hapen läsnä ollessa ja tuottaa suurimman osan energiasta prosessille kykeneville organismeille. Pyruvaatti siirretään mitokondrioihin ja muutetaan asetyyli-CoA: ksi, joka yhdistetään sitten oksaloasetaatin kanssa sitruunahapon tuottamiseksi ensimmäisen vaiheen aikana. sitruunahapposykli.

Seuraava sarja muuttaa sitruunahapon takaisin oksaloasetaatiksi ja tuottaa energiaa kuljettavia molekyylejä yhdessä NADH: n ja FADH: n kanssa.₂.

Jokainen Krebs-syklin kierros pystyy tuottamaan yhden ATP-molekyylin ja lisäksi 17 ATP-molekyyliä elektroninsiirtoketjun läpi. Koska glykolyysi tuottaa kaksi pyruvaattimolekyyliä käytettäväksi Krebsin syklissä, yhdisteen aerobinen hengitys on 36 ATP glukoosimolekyyliä kohti kahden aikana tuotetun ATP: n lisäksi glykolyysi.

Elektronien pääte-akseptori elektroninsiirtoketjun aikana on happi.

Ei pidä sekoittaa anaerobinen hengitysfermentaatio tapahtuu ilman happea solujen sytoplasmassa ja muuntaa pyruvaatin jätetuotteeksi tuottamaan energiaa kuljettavia molekyylejä, joita tarvitaan glykolyysin jatkamiseen. Koska ainoa käymisen aikana tuotettu energia on glykolyysin kautta, kokonaissaanto glukoosimolekyyliä kohti on kaksi ATP: tä.

Vaikka energiantuotanto on huomattavasti vähemmän kuin aerobinen hengitys, käyminen sallii polttoaineen muuntumisen energiaksi jatkumisen ilman happea. Esimerkkejä käymisestä ovat maitohappofermentaatio ihmisillä ja muilla eläimillä ja etanolin käyminen hiivalla. Jätteet joko kierrätetään, kun organismi palaa aerobiseen tilaan, tai poistetaan organismista.

Valituista prokaryooteista löydetty anaerobinen hengitys käyttää elektroninsiirtoketjua yhtä paljon kuin aerobista hengitystä, mutta sen sijaan, että käytettäisiin happea päätelektroniakteptorina, muut elementit ovat käytetty. Näitä vaihtoehtoisia akseptoreita ovat nitraatti, sulfaatti, rikki, hiilidioksidi ja muut molekyylit.

Nämä prosessit vaikuttavat merkittävästi ravinteiden kiertoon maaperässä ja mahdollistavat näiden organismien kolonisoinnin alueilla, joilla muut organismit eivät voi asua.

Toisin kuin erilaiset soluhengitysreitit, kasvit, levät ja jotkut bakteerit käyttävät fotosynteesiä aineenvaihduntaan tarvittavan ruoan tuottamiseen. Kasveissa fotosynteesi tapahtuu erikoistuneissa rakenteissa, joita kutsutaan kloroplasteiksi, kun taas fotosynteettiset bakteerit suorittavat fotosynteesiä plasmamembraanin kalvopidennyksiä pitkin.

Fotosynteesi voidaan jakaa kahteen vaiheeseen: valosta riippuvat reaktiot ja valosta riippumattomat reaktiot.

Aikana valosta riippuvat reaktiot, valoenergiaa käytetään vedestä poistettujen elektronien energisoimiseksi ja a protonigradientti joka puolestaan ​​tuottaa korkean energian molekyylejä, jotka ruokkivat valosta riippumattomia reaktioita. Kun elektronit erotetaan vesimolekyyleistä, vesimolekyylit hajotetaan hapeksi ja protoneiksi.

Protonit vaikuttavat protonigradienttiin, mutta happi vapautuu. Valosta riippumattomien reaktioiden aikana valoreaktioiden aikana tuotettua energiaa käytetään sokerimolekyylien tuottamiseen hiilidioksidista prosessilla, jota kutsutaan Calvin-sykli.

Calvin-sykli tuottaa yhden sokerimolekyylin jokaista kuutta hiilidioksidimolekyyliä kohti. Yhdessä valonriippuvissa reaktioissa käytettyjen vesimolekyylien kanssa fotosynteesin yleinen kaava on 6 H₂O + 6 CO₂ + valo → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.