Fotosynteesi ja soluhengitys ovat melkein kemiallisia peilikuvia toisistaan. Kun maapallolla oli paljon vähemmän happea ilmassa, fotosynteettiset organismit käyttivät hiilidioksidia ja tuottivat happea sivutuotteena. Nykyään kasvit, levät ja syanobakteerit hyödyntävät tätä samanlaista fotosynteesiprosessia. Kaikki muut organismit, mukaan lukien eläimet, on kehittynyt käyttämään jonkinlaista soluhengitystä.
Sekä fotosynteesi että soluhengitys käyttävät laajasti virtaavien elektronien energian hyödyntämistä tuotteen synteesin ajamiseksi. Fotosynteesissä päätuote on glukoosi, kun taas soluhengityksessä se on ATP (adenosiinitrifosfaatti).
Organellit
Hengityksen välillä on suuri ero eukaryoottisissa ja prokaryoottisissa organismeissa. Kasvit ja eläimet ovat molemmat eukaryoottisia, koska solussa on monimutkaisia organelleja. Kasvit käyttävät esimerkiksi fotosynteesiä tylakoidikalvossa a kloroplastia.
Soluhengitystä käyttäville eukaryooteille kutsutaan organelleja mitokondrioita, jotka ovat eräänlaisia kuin kennon voimala. Prokaryootit voivat käyttää joko fotosynteesiä tai soluhengitystä, mutta koska niiltä puuttuu monimutkaisia organelleja, ne tuottavat energiaa yksinkertaisemmilla tavoilla. Tässä artikkelissa oletetaan tällaisten organellien olemassaolo, koska jotkut prokaryootit eivät edes hyödynnä elektroninsiirtoketjua. Toisin sanoen voit olettaa, että tämä keskustelu koskee eukaryoottisia soluja (eli kasvien, eläinten ja sienien soluja).
Elektronien kuljetusketju
Fotosynteesissä elektronin siirtoketju tapahtuu prosessin alussa, mutta se tapahtuu prosessin lopussa soluhengityksessä. Nämä kaksi eivät kuitenkaan ole täysin samanlaisia. Loppujen lopuksi yhdisteen hajottaminen ei ole sama kuin yhdisteen tuotannon galvanointi.
Tärkeää on muistaa, että fotosynteettiset organismit yrittävät edistää glukoosia ruoan lähteenä organismit, jotka käyttävät soluhengitystä, hajottavat glukoosin ATP: ksi, joka on solu.
On tärkeää muistaa, että fotosynteesi ja soluhengitys tapahtuvat kasvisoluissa. Usein fotosynteesi sekoitetaan solujen hengityksen "versioon" kuin muissa eukaryooteissa, mutta näin ei ole.
Fotosynteesi vs. Soluhengitys
Fotosynteesi käyttää valosta saatavaa energiaa vapauttamaan elektroneja valoa keräävistä klorofyllipigmenteistä. Klorofylli-molekyyleillä ei ole ääretöntä elektronivarastoa, joten ne palauttavat kadonneen elektronin vesimolekyylistä. Jäljelle jäävät elektronit ja vetyionit (sähköisesti varautuneet vedyn hiukkaset). Happi syntyy sivutuotteena, minkä vuoksi se karkotetaan ilmakehään.
Soluhengityksessä elektronin siirtoketju tapahtuu sen jälkeen, kun glukoosi on jo hajonnut. Kahdeksan molekyyliä NADPH ja kaksi molekyyliä FADH2 jäädä jäljelle. Näiden molekyylien on tarkoitus luovuttaa elektroneja ja vetyioneja elektronien siirtoketjuun. Elektronien liike galvanoi vetyionit mitokondrioiden membraanin läpi.
Koska tämä muodostaa vetyionien konsentraation toisella puolella, ne joutuvat siirtymään takaisin mitokondrioiden sisälle, mikä galvanoi ATP: n synteesin. Prosessin loppupuolella happi hyväksyy elektroneja, jotka sitten sitoutuvat vetyioneihin veden tuottamiseksi.
Soluhengitys käänteisenä
Soluhengityksen viimeinen vaihe heijastaa fotosynteesin alkua, joka vetää vettä erilleen ja tuottaa elektroneja, happea ja vetyioneja. Tämän tiedon avulla saatat myös pystyä ennustamaan, että fotosynteesiin liittyy vetyionien liikkumista tyliakoidikalvon läpi ATP: n tuotannon galvanoimiseksi. NADPH hyväksyy elektronit (mutta ei FADH2 fotosynteesissä). Nämä yhdisteet menevät prosessiin, kuten soluhengitys, päinvastoin, jotta ne voivat syntetisoida glukoosia energiankäyttöä varten solussa.
